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分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)方案

1. 系統(tǒng)架構(gòu)

分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)一般按照站控層、間隔層、設(shè)備層三層架構(gòu)設(shè)計。設(shè)備層包含光伏組件、逆變器、各類傳感器（如監(jiān)測環(huán)境參數(shù)的溫濕度、輻照度、風(fēng)速傳感器等）等基礎(chǔ)設(shè)備 。間隔層通過通信管理機及網(wǎng)絡(luò)交換機，負(fù)責(zé)實時采集微機保護(hù)裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測、計量、遠(yuǎn)動系統(tǒng)等二次設(shè)備數(shù)據(jù) 。站控層則實現(xiàn)對多個區(qū)域光伏發(fā)電系統(tǒng)的全面監(jiān)控與自動化管理，在監(jiān)控室配置通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)、遠(yuǎn)動系統(tǒng)以滿足系統(tǒng)內(nèi)部通信與上級調(diào)度需求，同時配備一套一體化電源系統(tǒng)，為二次設(shè)備及監(jiān)控主機等重要設(shè)備運行提供穩(wěn)定可靠的電源，保障整個光伏系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行 。

2. 系統(tǒng)功能

光伏監(jiān)控總覽：清晰展示光伏電站名稱、位置、逆變器數(shù)量等基本信息；精準(zhǔn)統(tǒng)計當(dāng)前光伏電站日、月、年發(fā)電量；依據(jù)匯流數(shù)據(jù)詳細(xì)分散分析每組光伏組件發(fā)電功率以及工作狀態(tài) 。

光伏組件監(jiān)控：實時呈現(xiàn)整個光伏陣列各個組件的電壓、電流、功率等電參量信息；密切監(jiān)測逆變器當(dāng)前輸入功率、輸出功率、溫度及當(dāng)前狀態(tài)等信息；全面監(jiān)測逆變器交直流側(cè)電參量信息 。

光伏功率預(yù)測：通過采集數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、實時環(huán)境氣象數(shù)據(jù)、光伏電站實時輸出功率數(shù)據(jù)、光伏組件運行狀態(tài)等多元信息，按照電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)要求，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)格式的短期功率預(yù)測、超短期功率預(yù)測，以及光伏電站實時氣象數(shù)據(jù)、裝機容量投運容量、最大出力等信息的上報 。

發(fā)電曲線分析：直觀展示逆變器交流側(cè)總有功功率曲線、逆變器直流側(cè)電壓曲線、當(dāng)前光伏發(fā)電站所處環(huán)境溫度曲線，綜合分析環(huán)境對光伏發(fā)電的影響 。

電能質(zhì)量監(jiān)測：針對分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)提供高精度的電能質(zhì)量監(jiān)測與分析，對并網(wǎng)點的電壓諧波、電流諧波、電壓間諧波、電流間諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變及直流分量進(jìn)行實時監(jiān)測與分析，為用戶的微電網(wǎng)系統(tǒng)運行提供可靠保障 。

電站狀態(tài)展示：呈現(xiàn)當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數(shù)；統(tǒng)計當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益；進(jìn)行電站年利用小時數(shù)計算；利用攝像頭實時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境，接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)；顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù) 。

逆變器狀態(tài)展示：展示逆變器基本參數(shù)；呈現(xiàn)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益；計算逆變器年利用小時數(shù)；通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線；支持直流側(cè)電壓電流查詢；交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢 。

曲線分析：展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線，幫助運維人員深入了解系統(tǒng)運行狀態(tài) 。

配電圖展示：實時展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)；展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量；展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)；展示逆變器型號及廠商 。

APP 訪問功能：用戶可通過手機 APP 隨時查看光伏電站的發(fā)電數(shù)據(jù)、收益、異常告警信息，方便實時管理光伏站 。

3.配置清單

光伏用電方案

1. 自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式

在此模式下，光伏系統(tǒng)所發(fā)電力優(yōu)先滿足用戶自身用電需求。例如在白天，工廠、商業(yè)建筑等場所用電時，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能直接供給內(nèi)部設(shè)備使用。當(dāng)光伏發(fā)電量大于自身用電量時，多余的電量將上傳至電網(wǎng) 。這種模式既能降低用戶自身用電成本，又能通過向電網(wǎng)售電獲取一定收益 。

2. 完全自發(fā)自用模式（防逆流）

該模式適用于對用電可靠性要求高、不希望電能反向流入電網(wǎng)，或者因產(chǎn)權(quán)不清晰等原因無法申請并網(wǎng)的場所。光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的電能僅用于滿足自身負(fù)載需求，通過合理配置儲能設(shè)備及控制系統(tǒng)，確保光伏發(fā)電優(yōu)先自用，避免電力向電網(wǎng)逆流 。比如一些對電力穩(wěn)定性要求極高的特殊生產(chǎn)車間、數(shù)據(jù)中心等，可采用此模式保障用電安全與穩(wěn)定 。

3. 全額上網(wǎng)模式

此模式常見于地理位置偏遠(yuǎn)、周邊用電負(fù)荷小或者自身用電需求少的分布式光伏項目，如偏遠(yuǎn)山區(qū)、荒漠地區(qū)建設(shè)的分布式光伏電站。光伏電站所發(fā)電量全部并入電網(wǎng)，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配使用 。這樣能充分發(fā)揮電站的發(fā)電能力，將清潔能源輸送到更需要的地區(qū) 。

光伏用電場景

1. 工業(yè)園區(qū)

工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)眾多，用電量大且用電負(fù)荷相對穩(wěn)定。分布式光伏可安裝在園區(qū)廠房屋頂?shù)任恢谩０滋炱髽I(yè)生產(chǎn)用電高峰期，光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的大量電能可及時滿足企業(yè)自身生產(chǎn)用電需求，減少企業(yè)從電網(wǎng)購電的成本。多余電量上網(wǎng)，還能為企業(yè)帶來額外收益 。例如某電子制造園區(qū)，通過在多個廠房屋頂安裝分布式光伏系統(tǒng)，不僅滿足了園區(qū)內(nèi)大部分企業(yè)白天的用電需求，每年還通過余電上網(wǎng)獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)回報 。

2. 停車場

停車場具有大面積空曠場地，可在車棚頂部安裝光伏組件。一方面，光伏組件能為車輛遮風(fēng)擋雨；另一方面，所發(fā)電力可用于停車場照明、充電樁供電等。在一些大型商場、寫字樓的停車場，這種應(yīng)用較為常見。如某商場停車場，利用光伏車棚發(fā)電，為停車場內(nèi)的照明燈具和部分電動汽車充電樁供電，降低了停車場的運營成本，同時也提升了商場的綠色環(huán)保形象 。

3. 學(xué)校

學(xué)校建筑屋頂面積大，且白天學(xué)校正常教學(xué)期間用電需求較大。分布式光伏系統(tǒng)所發(fā)電力可用于教室照明、多媒體設(shè)備用電、校園公共區(qū)域照明等。同時，學(xué)校還可將光伏項目作為科普教育的素材，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識 。例如某中學(xué)在教學(xué)樓和圖書館屋頂安裝了分布式光伏系統(tǒng)，不僅滿足了學(xué)校部分用電需求，還開設(shè)了相關(guān)的科普課程，讓學(xué)生親身體驗清潔能源的應(yīng)用 。

4. 污水處理廠

污水處理廠通常 24 小時運行，設(shè)備用電量大。分布式光伏系統(tǒng)可安裝在污水處理廠的建筑物屋頂、水池上方等位置。光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能可直接供給污水處理設(shè)備使用，降低污水處理廠的用電成本 。而且污水處理廠一般占地面積較大，有足夠空間安裝光伏設(shè)備，實現(xiàn)能源的自給自足或部分自給自足 。例如某大型污水處理廠，通過建設(shè)分布式光伏項目，每年節(jié)省了大量的電費支出，提升了能源利用效率 。

5. 交通領(lǐng)域

在交通領(lǐng)域，如高速公路服務(wù)區(qū)、收費站等場所，也可應(yīng)用分布式光伏。高速公路服務(wù)區(qū)用電設(shè)備包括照明、餐飲設(shè)備、充電樁等，分布式光伏所發(fā)電力可滿足服務(wù)區(qū)部分用電需求。收費站的照明、電子設(shè)備等用電也可由光伏系統(tǒng)提供支持 。例如某高速公路服務(wù)區(qū)，在停車場車棚和部分建筑物屋頂安裝光伏組件，為服務(wù)區(qū)內(nèi)的照明、餐飲設(shè)施及電動汽車充電樁供電，減少了對傳統(tǒng)電網(wǎng)電力的依賴 。

案例：

審核編輯 黃宇