隨著各地電網(wǎng)對調(diào)峰管控力度不斷加大，工商業(yè)光伏的主流運(yùn)行模式已轉(zhuǎn)向“自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)"。但在實(shí)際運(yùn)營中，不少工廠光伏電站頻繁遭遇逆流報警，給并網(wǎng)合規(guī)帶來隱患。在此背景下，光伏防逆流裝置的應(yīng)用及其智能優(yōu)化設(shè)計成為行業(yè)關(guān)注的點(diǎn)。本文以北京燕京啤酒廠二期項目為例，分別采用AM5SE-PV系列主從機(jī)防逆流保護(hù)裝置與Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了剛性調(diào)節(jié)與柔性調(diào)節(jié)相結(jié)合的防逆流控制策略。

項目概況和需求

北京燕京啤酒廠一期、二期分布式光伏項目位于北京市，總裝機(jī)容量為16.099MW，采用“自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)"模式。項目分兩期建設(shè)：一期在紙箱廠、中發(fā)生物等5個配電室共設(shè)置9個0.4kV并網(wǎng)點(diǎn)，裝機(jī)容量約為6.099MW；二期裝機(jī)容量為10MW，在運(yùn)輸科配電室、瓶裝1線配電室等9個配電室共設(shè)置25個0.4kV并網(wǎng)點(diǎn)。項目要求實(shí)現(xiàn)“自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)"，其中二期的逆流檢測點(diǎn)設(shè)置在110kV兩路進(jìn)線處。基于上述條件，本文制定了通過調(diào)整（降低）光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率以限制上網(wǎng)功率的控制策略。

項目需求

一期：
測量每個10kV配電房進(jìn)線處的功率。當(dāng)功率過低時，通過光伏監(jiān)控系統(tǒng)在無人值守狀態(tài)下實(shí)時動態(tài)調(diào)整各10kV配電房對應(yīng)逆變器的輸出功率，確保光伏電站持續(xù)運(yùn)行，同時保障監(jiān)控系統(tǒng)的安全與可靠性。若動態(tài)調(diào)整功能失效，系統(tǒng)應(yīng)能自動切斷部分光伏發(fā)電回路，保障10kV線路供電正常，并具備自動恢復(fù)監(jiān)控系統(tǒng)及逆變器運(yùn)行的能力。

二期：
測量110kV兩路進(jìn)線處的功率。當(dāng)功率過低時，通過Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統(tǒng)在無人值守狀態(tài)下實(shí)時動態(tài)調(diào)整二期逆變器的輸出功率，確保電站持續(xù)運(yùn)行及系統(tǒng)安全可靠。若動態(tài)調(diào)整失效，則由AM5SE-PV系列主從機(jī)防逆流保護(hù)裝置自動切斷部分光伏發(fā)電回路，保障110kV線路供電正常，并支持自動恢復(fù)監(jiān)控系統(tǒng)及逆變器運(yùn)行。

防逆流策略方案

一期方案

在每個10kV配電房進(jìn)線處加裝防逆流儀表，實(shí)時監(jiān)測市電進(jìn)線功率。當(dāng)出現(xiàn)低功率時，平臺分析后將需要下調(diào)的功率值分別下發(fā)至各逆變器，通過有功實(shí)際調(diào)節(jié)或有功比例調(diào)節(jié)方式降低發(fā)電功率。

如圖（一期一次系統(tǒng)圖）所示，防逆流檢測點(diǎn)設(shè)于5個10kV配電房進(jìn)線處，每個監(jiān)測點(diǎn)配置一臺ADW300/C防逆流儀表采集進(jìn)線功率，并配置網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)上傳至Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統(tǒng)。在9個并網(wǎng)點(diǎn)處分別配置一臺ADW300W/KC儀表，用于分合對應(yīng)并網(wǎng)柜并采集并網(wǎng)柜位置信號（分位/合位）。每個配電室配置一臺4G網(wǎng)關(guān)，用于遙控儀表分合閘。

二期方案

二期項目采用AM5SE-PV系列主從機(jī)防逆流保護(hù)裝置，通過光纖直跳方案實(shí)現(xiàn)剛性跳閘，同時利用Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統(tǒng)對逆變器輸出功率進(jìn)行柔性調(diào)節(jié)。詳細(xì)方案如下。

如圖（二期一次系統(tǒng)圖）所示，在兩路110kV進(jìn)線（111和112）處各配置2臺AM5SE-PVM防逆流主機(jī)，采集市電進(jìn)線的電流、電壓并計算Ppcc功率，同時通過網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳至分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)。在運(yùn)輸科配電室、瓶裝1線配電室等9個配電室各配置一臺AM5SE-PVS2防逆流從機(jī)，用于分合對應(yīng)并網(wǎng)柜。防逆流主機(jī)與從機(jī)之間通過單模光纖連接。

鑒于本項目110kV側(cè)為單母線分段結(jié)構(gòu)，且不同運(yùn)行方式下負(fù)載差異較大（145/245母聯(lián)分合狀態(tài)影響所帶負(fù)載），需根據(jù)不同的開關(guān)狀態(tài)切換定值區(qū)。具體地，由111處的1#AM5SE-PVM采集111進(jìn)線合位及145母聯(lián)開關(guān)合位，2#AM5SE-PVM采集245母聯(lián)開關(guān)分位，112處的3#AM5SE-PVM采集112進(jìn)線合位。柔性調(diào)節(jié)策略在執(zhí)行前需判斷111、112、145、245開關(guān)狀態(tài)，以切換執(zhí)行策略及定值區(qū)。

項目拓?fù)浞桨?/span>

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

如圖所示，瓶裝5#、4#、3#、2#、1#配電室，以及新污水配電室、科技大廈配電室、礦泉水配電室、運(yùn)輸科配電室均通過RS485采集各并網(wǎng)柜下逆變器的數(shù)據(jù)。各配電室的光纖收發(fā)器通過光纖鏈路將數(shù)據(jù)匯聚至110kV配電室的光纖收發(fā)器，再經(jīng)交換機(jī)通過網(wǎng)線傳輸至監(jiān)控系統(tǒng)，用于柔性調(diào)節(jié)。

防逆流剛性保護(hù)

AM5SE-PVM主機(jī)通過光纖與AM5SE-PVS2從機(jī)建立遠(yuǎn)程開入/開出通信。主機(jī)利用遠(yuǎn)程開出功能向從機(jī)的遠(yuǎn)程開入發(fā)送逆功率跳閘、低功率跳閘、逆功率恢復(fù)合閘及低功率恢復(fù)合閘等指令，從機(jī)接收后控制相應(yīng)并網(wǎng)柜進(jìn)行分合閘操作。同時，從機(jī)也通過光纖將其遠(yuǎn)程開出信號發(fā)送至主機(jī)的遠(yuǎn)程開入，上傳各并網(wǎng)柜的開關(guān)狀態(tài)，使主機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)對多段線路的低功率跳閘功能。

防逆流柔性調(diào)節(jié)

在策略配置界面，可查看逆流監(jiān)測點(diǎn)對應(yīng)的斷路器狀態(tài)及防逆流裝置的定值區(qū)。本項目需根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)斷路器狀態(tài)切換防逆流裝置定值區(qū)。柔性調(diào)節(jié)策略開關(guān)開啟時，策略投入運(yùn)行；關(guān)閉時，策略停止。用戶可根據(jù)現(xiàn)場負(fù)載變化，實(shí)時修改人機(jī)界面上的低功率調(diào)節(jié)閾值和恢復(fù)閾值。當(dāng)柔性調(diào)節(jié)動作時，可在策略配置界面實(shí)時觀測每臺逆變器的出力情況。光伏首頁可實(shí)時監(jiān)測所有逆變器的總發(fā)電功率、當(dāng)日總發(fā)電量及光伏累計發(fā)電量。

現(xiàn)場安裝圖片

本項目防逆流主機(jī)及監(jiān)控系統(tǒng)在站控室采用屏柜安裝，從機(jī)在并網(wǎng)點(diǎn)處采用壁掛箱安裝。現(xiàn)場安裝圖片如下。

瓶裝配電室光伏并網(wǎng)點(diǎn)

運(yùn)輸配電室光伏并網(wǎng)點(diǎn)

防逆流保護(hù)主機(jī)屏

監(jiān)控主機(jī)屏

總結(jié)

本文以燕京啤酒廠二期項目為例，介紹了光伏高發(fā)期通過柔性調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)防逆流的控制策略：監(jiān)控系統(tǒng)動態(tài)調(diào)節(jié)逆變器發(fā)電功率，當(dāng)進(jìn)線功率低于閾值時，系統(tǒng)發(fā)送指令降低逆變器發(fā)電功率；當(dāng)進(jìn)線功率恢復(fù)時，系統(tǒng)恢復(fù)逆變器發(fā)電功率。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)大負(fù)荷突變或系統(tǒng)通訊失效時，則啟用剛性跳閘保護(hù)：防逆流主機(jī)采集電流、電壓信號，檢測到進(jìn)線低功率后，通過光纖向從機(jī)發(fā)送命令，分階段跳開光伏并網(wǎng)柜，從而避免逆流產(chǎn)生。本項目采用“柔性調(diào)控為主、剛性兜底為輔"的運(yùn)行策略，在嚴(yán)格杜絕電量逆流的前提下，充分挖掘光伏發(fā)電潛力，實(shí)現(xiàn)電能利用。