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01
方案說明
隨著分布式光伏裝機越來越多,某些地方出現紅區,當地電力公司要求新建分布式光伏自發自用,進行做防逆流措施,以滿足當地電力公司的規定和要求。
●政策推動
國家能源局《分布式光伏發電開發建設管理辦法》規定:
≥6MW項目:全部自發自用;
<6MW項目:自發自用+余電上網,但紅區部分項目也需強制自發自用,做防逆流控制要求。
為了實現上述目標,推出一種防逆流方案,采用ACCU-100協調控制器+AM5SE-IS防逆流裝置方案:
監測:防逆流裝置實時檢測公共連接點逆流情況;
調節:發現逆流時,通過協調控制器動態計算并調節逆變器輸出功率,實現柔性防逆流;
保護:裝置內置逆功率/低功率保護功能,作為調節失效后備保障。
● 光伏防逆流位置
如圖1所示,虛框為用戶電網,該用戶電網通過公共連接點C與電網相連。在用戶電網內部,有兩個分布式光伏發電系統,分別通過A點和B點與用戶電網相連,A點和B點均為并網點,但不是公共連接點。在D點有分布式光伏發電系統直接與公共電網相連,D點是并網點,也是公共連接點。因此分布式光伏的防逆流應當監視公共連接點(C或者D點)處的上網功率。
圖1 公共連接點和光伏并網點示意圖
●國標要求
根據《GB/T 50865-2013 光伏發電接入配電網設計規范》和《GB/T 29319-2012 光伏發電系統接入配電網技術規定》等國家標準中均明確提出防逆流要求:當光伏發電系統設計為不可逆并網方式,應配置逆向功率保護設備。當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時,光伏發電系統應在2s內自動降低出力或停止向電網線路送電。
02
方案組成
(1)ACCU-100微電網協調控制器
通過監測市電總進線處防逆流信號,將市電取電信號上傳至ACCU-100微電網協調控制器。該控制器會對逆流數據展開精確的邏輯計算,進而據此對逆變器的輸出功率進行調整,最終實現無逆流運行。
ACCU-100 與智慧能源管理云平臺緊密配合,構建高效系統架構。控制器精準調控分布式能源,并與云端平臺實時交互,響應云端策略配置,實現跨站點、跨區域海量數據接入與分析,為各站點提供精準管控與最佳控制方案,遠程監控運維功能進一步提升管理效率。
(2)防逆流保護裝置
為確保系統的可靠性,配置的防逆流保護裝置,在控制器出現故障或通訊中斷等異常情況下,能夠迅速切斷或者輪切并網柜斷路器,保障電網安全。防逆流保護裝置目前有2款,可以根據應用場景來選擇。
1)并網點與逆流檢測點距離較近(建議200m以內)
可選用AM5SE-IS防逆流保護裝置,具有:逆功率跳閘、逆功率恢復合閘;低功率跳閘、低功率恢復合閘。
2)并網點與逆流檢測點距離較遠(超過200m)
可選用AM5SE-PV系列主從機防逆流保護裝置。具有:主從機方案四段低功率/低功率恢復合閘;主從機方案逆功率/逆功率恢復合閘;主機防孤島保護、從機防孤島保護。
3)智慧能源管理平臺
AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺可以幫助園區有效的管理能源,其功能包括:
①綜合監控:實現園區變電站、光伏、儲能、負荷、充電樁、環境數據的采集、監測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統計等功能;
②智能控制:協同光伏、儲能、負載等多種能源主體,動態規劃智能策略,實現儲能、光伏協調控制,比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等;
③能源分析:具備微電網能耗及效益分析、微電網經濟運行分析、多維度電量分析,并進行日、月、年能源報表統計;
④碳資產管理:企業碳資產管理功能,包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等。
⑤功率預測:以歷史光伏輸出功率和歷史數值天氣數據為基礎,結合數值天氣預報數據和光伏發電單元的地理位置,采用深度學習算法建立預測模型庫,實現光伏發電的短時和超短時功率預測,并經進行誤差分析;同時對微電網內所有負荷,基于歷史負荷數據,通過大數據分析算法,預測負荷功率曲線。
⑥優化調度:根據分布式能源發電預測、負荷預測結果,并結合分時電價、電網交互功率及儲能約束條件等因素,以用電成本為目標,建立優化模型,采用深度學習算法解析微電網運行功率計劃,系統通過將功率計劃進行分解,實現對光伏、儲能、充電樁的優化控制。
03
方案接線
(1)單進線單并網點防逆流保護裝置接線示意圖如圖2所示。
圖2 AM5SE-IS防逆流保護裝置接線示意圖
(2)單進線多并網點,且防逆流點與并網點距離超過200米的防逆流保護裝置接線示意圖如圖3所示。
若一路市電進線下帶多個并網點,主機選用AM5SE-PVM、從機選用AM5SE-PVS(*最多支持1主5從),如圖3所示。
圖3 AM5SE-PV主從機方案防逆流保護裝置接線示意圖
(3)多進線單/多并網點,且防逆流點與并網點距離超過200米的防逆流保護裝置接線示意圖如圖4所示。
當市電進線為多路電源進線帶1或多個并網點,主機選用AM5SE-PVM、從機選用AM5SE-PVS2(1個主機*多支持5個從機、1個從機*多接受4個主機),如圖4所示。
圖4 AM5SE-PV主從機方案防逆流保護裝置接線示意圖
04
方案組網
通過在市電進線處安裝防逆流裝置(針對多進線多并網點的,可以采用主從機防逆流裝置),實時監測光伏上網情況,將監測信號上傳給協調控制器。通過對逆流數據的邏輯計算對逆變器的輸出功率進行調整,實現無逆流情況。
圖5 協調控制器與保護裝置組網接線示意圖
05
數據采集
根據現場環境,對光伏防逆流所需設備進行數據采集。
1)市電連接點
主要功能:監測市電實時交互功率。
相關設備:關口表或防逆流保護裝置。
2)光伏并網柜
主要功能:監測光伏設備的實時功率、通信狀態、運行狀態等。
相關設備:光伏并網電表、斷路器狀態。
設備關系:光伏節點下可能包含多個光伏單元。
3)光伏單元
主要功能:執行光伏功率調控命令。
相關設備:光伏逆變器、SmartLogger(華為數據采集器,可批量控制光伏逆變器)。
1. 控制說明
(1)防逆流保護裝置保護部分
根據現場實際情況對防逆流保護裝置進行參數的分段式整定,當柔性調節失效或者響應不及時發生時,防逆流保護裝置將進行跳閘保護,避免考核與罰款。在監測逆流消失后會重新合閘。
其中保護裝置的整定參考如下:
1)《光伏發電接入配電網設計規范》GB/T 50865-2013,6.3.2 當光伏發電系統設計為不可逆并網方式時,應配置逆向功率保護設備。當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時,光伏發電系統應在2s內自動降低出力或停止向電網線路送電。
2)《建筑光伏系統應用技術標準[附條文說明]》GB/T 51368-2019 8.9.3 建筑光伏系統并網自動化系統應符合下列規定:建筑光伏系統設計為不可逆并網方式時,應配置逆向功率保護設備。逆功率保護應具有當檢測到逆向電流超過額定輸出的5%時,建筑光伏系統應在2s內自動降低出力或停止向電網線路送電。
項目考慮反饋調控的時間差和適當的裕量,防逆流保護裝置參數整定如下:
1)允許部分逆流:逆功率保護按照當檢測到逆向電流超過額定輸出的2.5%時,建筑光伏系統按照2s內自動降低出力或停止向電網線路送電進行整定。
2)不允許逆流:逆功率保護按照負荷波動的差值進行低功率設置,時間按照采集時間+逆變器設備動作時間之和進行設置。
(2)柔性調節部分
參數定義如下:
●
降光伏功率詳細流程:
1. 計算光伏有效總額定功率,通信狀態正常且運行模式正常為有效;
2. 驗證額定功率有效性(大于零);
3. 計算下發功率p_rate
p_rate = (p_pv - (p_cc_set_min - p_cc) - p_dead_line) / p_pv_rp ;
4. 驗證下發功率p_rate有效性(大于等于零);
5. 下發功率系數處理;
6. 允許下發功率驗證(需與上次下發功率不同);
7. 下發功率,執行批量遙設。
l 光伏功率復歸詳細流程:
1. 驗證光伏單元能否升功率(是否已正常并網)
2. 計算光伏有效總額定功率,通信正常、運行模式正常且不處于正常并網狀態為有效;
3. 驗證額定功率有效性(大于零);
4. 復歸步長合理性判斷,防止調整幅度過大導致逆流產生
p_pv_rp * p_pv_step < p_cc_set_max - p_cc_set_min
5. 計算下發功率p_rate
p_rate = (p_pv / p_pv_rp) + p_pv_step ;
6. 驗證下發功率p_rate有效性(大于等于零且小于光伏功率調節比例上限);
7. 下發功率系數處理;
8. 允許下發功率驗證(需與上次下發功率不同);
9. 下發功率,執行批量遙設。
策略流程圖如下:
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