摘 要： 分布式光伏发电利用太阳能光伏板，分散布置在各区域，通过小规模、模块化并网或独立使用。其特点为就近发电、并网、转换和使用。技术进步和政策支持降低了光伏组件成本，推动了分布式光伏监控系统在多个领域的广泛应用。在全球能源转型的背景下，提升能源利用效率和优化管理流程成为新能源科技公司的迫切需求。本文介绍了安科瑞分布式光伏监控系统在鄂托克旗巴音乌苏六保煤矿5MW项目中的应用，展示了针对分布式光伏发电站的整体方案。
0项目概述
鄂托克旗巴音乌苏六保煤矿5MW分布式光伏项目位于内蒙古鄂尔多斯市六保煤矿排土场，接入客户内部电网，选择自发自用、余电上网。项目利用闲置排土场安装光伏组件，总面积约4.6万平方米，实际安装容量4.9995MWp。光伏组件经逆变器转换后，接至箱变低压开关柜，升压后汇入电缆分支箱，送至10KV升压站并网。项目打造高效智能分布式光伏监控系统，通讯管理机实现高效通信与远程监控，Acrel-1000DP软件分析数据，继电保护装置确保安全，电能质量在线监测装置监测电网情况，远动上传设备完成数据无线安全上送。
1分布式光伏设计
本项目光伏接入鄂托克旗东辰汇通矿业10kV配电室，进线电源为110kV盘山变913备用线。采用单晶硅组件550Wp共9090片，逆变器13台，变压器2台，总容量5000kVA。1#箱变光伏系统装机22688.4KWp，4888块组件组成188组串，每25/27/28路组串接至1台逆变器，共7台；2#箱变光伏系统装机2311.1KWp，4202块组件组成159组串，每26/27/28路组串接至1台逆变器，共6台。
图1 光伏接入系统示意图
图2 1#箱变光伏发电子系统图
图3 2#箱变光伏发电子系统图
图4 光伏组件布置图
2技术方案
本项目建设分布式光伏系统，采用自发自用、余电上网模式。光伏发电经逆变器、箱变升压至10kV并入电网。新建10kV配电部分包括光伏进线柜、并网柜、计量柜及PT柜二次线。项目以Acrel-1000DP为核心，结合先进设备和技术，构建集成化综合监控系统，含组屏、继保装置、电能监测、通讯管理机、远动设备及烟雾传感器。系统监控光伏运行状态和效率，实时监测发电线路并保护，降低故障损失。电能监测装置记录电压波动、谐波等。烟雾传感器监测火灾威胁并上传报警信息。
2.1二次电气设备
1）线路保护装置
线路保护装置的核心功能在于保障电气设备的安全运行。该装置持续监控电流、电压等关键电气参数，一旦侦测到任何异常情况，例如过载、短路或接地故障，线路保护装置将立即切断电源，有效预防设备损坏及火灾风险。
2）防孤岛装置
防孤岛装置防止电网故障时光伏发电站与主电网隔离，形成孤岛现象，引发安全隐患。它通过监测电网状态，检测电流、电压、频率等参数，发现异常时迅速切断连接，确保电力系统安全稳定。装置还具备自恢复功能，故障排除后自动恢复连接，保障电力供应连续。为光伏并网提供更安全环境。
3）电能质量在线监测装置
电能质量在线监测装置实时监测和分析电力系统中的电能质量。它精确测量和记录电压、电流、频率、谐波等参数，识别电压波动、谐波污染及瞬态电压等问题，为电力用户提供改进建议。
2.2运动通讯设备
1）对时装置
GPS与北斗导航系统提供高精度时间信号，助力设备协调同步，降低时间误差故障风险，便于问题精确定位分析。
2）纵向加密装置
纵向加密装置增强数据上传安全性。采用先进加密技术，保护电力数据传输安全，防止数据被篡改或窃取。。
3）远动通讯管理机
远动通讯管理机是监控和控制远程设备的设备，主要功能为数据采集、实时监测、故障报警和远程控制。它能实时获取设备状态和环境参数，通过多通讯协议与系统交互，实现远程管理和故障诊断。
3系统结构
该系统为分层分布式结构，包括站控层、通信管理层和间隔层。间隔层在站控层、通信管理层及网络失效时仍能独立完成监测和断路器控制。
站控层设备负责集中监控，包括主机、打印机等。
通信管理层负责与间隔层通讯并采集数据，通讯管理机为中心，采用与保护装置同品牌设备。
间隔层配置继电保护装置，具备测控、保护及通讯功能，可安装在开关柜或组屏，通过开放型总线式标准通讯网络进行信息交换和指令执行。
图5系统网络示意图
项目配置设备清单如下表所示：
表1 方案设备列表
现场图片
4系统功能
光伏监测
系统实时采集光伏电站关键数据，监控其运行。通过分析处理，系统提供实时评估和故障诊断，确保最优运行状态。同时支持远程调度与维护，提升管理效率和安全性能。
图5.1 光伏监控界面
电能质量在线监测
系统可持续监测供电系统电能质量，包括稳态和暂态状态，帮助管理人员实时掌握情况，及时发现并消除不稳定因素。主界面应实时显示监测点通信状态、电压总畸变率、三相电压不平衡度及正序/负序/零序电压值、三相电流不平衡度及正序/负序/零序电流值。
图5.2 电能质量稳态数据监测界面
逆变器监测
逆变器数据监测是光伏监控系统核心，收集、分析逆变器运行数据，如电压、电流、功率和温度，保障系统稳定与最优性能。监测可及时发现异常，进行故障诊断与维护，提升系统效率与可靠性。
图5.3 逆变器监测界面
5结语
随着物联网技术的不断进步，众多智能监控解决方案正被广泛引入分布式光伏发电领域，促进了该领域向更高效率和智能化的转型。Acrel-1000DP分布式光伏监控系统通过实时采集、分析和处理光伏发电站的数据，实现了对整个发电流程的精确监控与管理。这不仅确保了发电系统的安全、稳定和高效运作，而且该系统还拥有卓越的数据分析能力，能够为运营维护提供坚实的数据支持，进一步优化光伏发电的整体性能。这些优势不仅提高了光伏发电的经济收益，而且为可再生能源的普及和应用打下了坚实的基础。
参考文献
[1] 谢谊.我国光伏产业现状与可持续发展策略研究[J].工程技术:全文版, 2016(5)
[2] 黄晓明.分布式光伏并网中电能质量的监测及改善研究[D].华北电力大学,2014.
[3] 韩智海.分布式光伏并网发电系统接入配电网电能质量分析[D].山东大学,2014.