安科瑞 劉邁 

摘 要：隨著分布式光伏裝機容量的快速增長，電網(wǎng)逆流問題日益凸顯。當光伏發(fā)電功率大于本地負荷功率時，多余的電力會流入電網(wǎng),，形成逆流。這不僅會導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)電壓升高,，影響供電質(zhì)量,，還可能損壞用戶側(cè)和光伏發(fā)電側(cè)設(shè)備，威脅電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,。加之?國家能源局發(fā)布的《分布式光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)管理辦法》中,，提出大型工商業(yè)分布式光伏原則上選擇全部自發(fā)自用模式。根據(jù)這一政策,，大型工商業(yè)分布式光伏項目中防逆流的需求應(yīng)運而生,。

關(guān)鍵詞：分布式光伏；大型工商業(yè),；自發(fā)自用,；防逆流。

1 項目概況

內(nèi)蒙古阿拉善中高綠能能源分布式光伏項目,，位于內(nèi)蒙古烏斯太鎮(zhèn),，裝機容量為7MW，采用自發(fā)自用,、余電不上網(wǎng)模式,。

用戶配電站為35kV用戶站，采用兩路電源單母線分段系統(tǒng),。本項目共設(shè)置12臺35/0.4kV變壓器,，在變壓器T1-T5以及T8低壓側(cè)分別設(shè)置0.4kV光伏并網(wǎng)點，其中T1在綜合樓設(shè)置1個并網(wǎng)點,，距離35kV進線1000米，為一期接入,；T2設(shè)置5個并網(wǎng)點,，分設(shè)在4個配電房（食堂、化驗樓,、中控室,、丁類倉庫），距離35kV進線600米-1000米,，為一期接入,，食堂、化驗樓,、中控室均為1個并網(wǎng)柜,，丁類倉庫為2個并網(wǎng)柜；T3設(shè)置在獨立配電房內(nèi)，距離35kV配電房500米,，設(shè)置5個并網(wǎng)柜,，為二期接入；T4設(shè)置在獨立配電房內(nèi),，距離35kV配電房500米,，設(shè)置2個并網(wǎng)柜，為二期接入,；T5設(shè)置在35kV配電房內(nèi),，設(shè)置2個并網(wǎng)柜，為二期接入,；T8設(shè)置在獨立配電房內(nèi),，距離35kV配電房500米，設(shè)置6個并網(wǎng)柜,，為二期接入,。針對一期（1MW）、二期（6MW）接入的光伏,，該項目要求自發(fā)自用,、余電不上網(wǎng)，逆流檢測點設(shè)置在35kV進線側(cè),，根據(jù)上述基本條件結(jié)合原施工圖設(shè)計制定以下通過調(diào)整（降低）光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率以達到限制上網(wǎng)功率的控制策略方案,。

2 項目需求

測量35kV兩路進線處功率，當功率過低時,，通過能量管理系統(tǒng)無人值守狀態(tài)下實時動態(tài)調(diào)整逆變器輸出功率來實現(xiàn)光伏電站持續(xù)運行,，同時也要確保輸出功率能量管理系統(tǒng)安全、可靠運行,。在輸出功率能量管理系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整失效時能夠自動切斷部分光伏發(fā)電回路保障35kV線路供電正常,，并能自動恢復(fù)能量管理系統(tǒng)正常運行、自動切斷部分逆變器恢復(fù)運行,。

3 產(chǎn)品方案

本項目根據(jù)用戶需求采用柔性調(diào)節(jié)逆變器出力+防逆流保護跳閘方案,。柔性調(diào)節(jié)通過能量管理系統(tǒng)Acrel-2000MG來實現(xiàn)，防逆流保護跳閘采用AM5SE-PV主從機來實現(xiàn),，詳細方案如下,。

3#AM5SE-PVM 4#AM5SE-PVM

1#AM5SE-PVM 2#AM5SE-PVM

 

圖1 中高綠能能源項目產(chǎn)品配置圖

上圖為本項目產(chǎn)品配置圖，在35kV兩路進線處分別配置2臺防逆流主機AM5SE-PVM采集市電進線電流,、電壓,，計算功率Ppcc，針對一期,，在變壓器低壓側(cè)T1-T2處配置5臺防逆流從機AM5SE-PVS2用于分合并網(wǎng)柜,；針對二期，在變壓器低壓側(cè)T3-T5以及T8處分別配置一臺防逆流從機AM5SE-PVS2用于分合并網(wǎng)柜。防逆流主機和防逆流從機之間通過多模光纖連接,。由于該項目35kV側(cè)為單母線分段系統(tǒng),，所以需針對35kV母聯(lián)為合或分時整定不同策略，母聯(lián)合位由1#AM5SE-PVM采集,，并上傳至能量管理系統(tǒng),，由能量管理系統(tǒng)針對母聯(lián)狀態(tài)切換策略執(zhí)行。

?                      母聯(lián)為合位且1#進線供電時,，1#進線策略如下：

1)       當Ppcc≤P1-1,，且功率因數(shù)PF＞0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)T3,、T4,、T5、T8逆變器功率（T1,、T2逆變器不參與調(diào)節(jié)）,；

2)       當Ppcc≤P1-21，且功率因數(shù)PF＞0時,，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T5配電房所有并網(wǎng)柜；

3)       當Ppcc≤P1-22,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且T5所有并網(wǎng)柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T4配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T4配電房所有并網(wǎng)柜,；

4)       當Ppcc≤P1-23，且功率因數(shù)PF＞0時,，且T4所有并網(wǎng)柜為分,，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T3配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T3配電房所有并網(wǎng)柜,；

5)       當Ppcc≤P1-24,，且功率因數(shù)PF＞0時，且T3所有并網(wǎng)柜為分,，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜,；

6)       當Ppcc≤P1-25,，且功率因數(shù)PF＞0時，且T5所有并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓AM5SE-PVS2,，從機跳開綜合樓并網(wǎng)柜；

7)       當Ppcc≤P1-26，且功率因數(shù)PF＞0時,，且綜合樓并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給食堂AM5SE-PVS2，從機跳開食堂并網(wǎng)柜,；

8)       當Ppcc≤P1-27,，且功率因數(shù)PF＞0時，且食堂并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗樓AM5SE-PVS2,，從機跳開化驗樓并網(wǎng)柜；

9)       當Ppcc≤P1-28,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且化驗樓并網(wǎng)柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給中控室AM5SE-PVS2,，從機跳開中控室并網(wǎng)柜,；

10)       當Ppcc≤P1-29，且功率因數(shù)PF＞0時,，且中控室并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給丁類倉庫AM5SE-PVS2，從機跳開丁類倉庫2個并網(wǎng)柜,；

11)       若產(chǎn)生逆流,，即當|Ppcc|≥P1-31，且功率因數(shù)PF＜0時,，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5,、T4、T3,、T8配電房AM5SE-PVS2,，所有從機跳開相關(guān)并網(wǎng)柜；當|Ppcc|≥P1-32,，且功率因數(shù)PF＜0時,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂,、化驗樓,、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2,，所有從機跳開相關(guān)并網(wǎng)柜,；

12)       當Ppcc≥P1-4，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上并網(wǎng)柜（此處并網(wǎng)柜為分的均需合閘）,，再調(diào)節(jié)逆變器功率至額定功率的20%（此值由用戶確定且可設(shè)）（只遙控T3,、T4、T5,、T8并網(wǎng)柜合閘,，T1、T2并網(wǎng)柜由現(xiàn)場人員手動合閘）,。

?                      母聯(lián)為合位且2#進線供電時,，2#進線策略如下：

1)       當Ppcc≤P2-1，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)T3,、T4、T5,、T8逆變器功率（T1,、T2逆變器不參與調(diào)節(jié)）；

2)       當Ppcc≤P2-21,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜,；

3)       當Ppcc≤P2-22,，且功率因數(shù)PF＞0時，且T8所有并網(wǎng)柜為分,，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T5配電房所有并網(wǎng)柜；

4)       當Ppcc≤P2-23,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且T5所有并網(wǎng)柜為分，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T4配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T4配電房所有并網(wǎng)柜,；

5)       當Ppcc≤P2-24，且功率因數(shù)PF＞0時,，且T4所有并網(wǎng)柜為分,，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T3配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T3配電房所有并網(wǎng)柜,；

6)       當Ppcc≤P2-25,，且功率因數(shù)PF＞0時，且T3所有并網(wǎng)柜為分,，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓AM5SE-PVS2,，從機跳開綜合樓并網(wǎng)柜；

7)       當Ppcc≤P2-26,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且綜合樓并網(wǎng)柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給食堂AM5SE-PVS2,，從機跳開食堂并網(wǎng)柜,；

8)       當Ppcc≤P2-27，且功率因數(shù)PF＞0時,，且食堂并網(wǎng)柜為分,，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗樓AM5SE-PVS2，從機跳開化驗樓并網(wǎng)柜,；

9)       當Ppcc≤P2-28,，且功率因數(shù)PF＞0時，且化驗樓并網(wǎng)柜為分,，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給中控室AM5SE-PVS2,，從機跳開中控室并網(wǎng)柜；

10)       當Ppcc≤P2-29,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且中控室并網(wǎng)柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給丁類倉庫AM5SE-PVS2,，從機跳開丁類倉庫2個并網(wǎng)柜,；

11)       若產(chǎn)生逆流，即當|Ppcc|≥P2-31,，且功率因數(shù)PF＜0時,，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5、T4,、T3,、T8配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關(guān)并網(wǎng)柜,；當|Ppcc|≥P2-32,，且功率因數(shù)PF＜0時，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓,、食堂,、化驗樓、中控室,、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2,，所有從機跳開相關(guān)并網(wǎng)柜；

12)       當Ppcc≥P2-4,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上并網(wǎng)柜（此處并網(wǎng)柜為分的均需合閘），再調(diào)節(jié)逆變器功率至額定功率的20%（此值由用戶確定且可設(shè)）（只遙控T3,、T4,、T5,、T8并網(wǎng)柜合閘，T1,、T2并網(wǎng)柜由現(xiàn)場人員手動合閘）,。

?                      母聯(lián)為分位時，1#進線策略如下：

1)       當Ppcc≤P3-1,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)T3、T4,、T5逆變器功率（T1,、T2逆變器不參與調(diào)節(jié)）；

2)       當Ppcc≤P3-21,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T5配電房所有并網(wǎng)柜,；

3)       當Ppcc≤P3-22,，且功率因數(shù)PF＞0時，且T5所有并網(wǎng)柜為分,，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T4配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T4配電房所有并網(wǎng)柜；

4)       當Ppcc≤P3-23,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且T4所有并網(wǎng)柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T3配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T3配電房所有并網(wǎng)柜,；

5)       當Ppcc≤P3-24，且功率因數(shù)PF＞0時,，且T5所有并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓AM5SE-PVS2，從機跳開綜合樓并網(wǎng)柜,；

6)       當Ppcc≤P3-25,，且功率因數(shù)PF＞0時，且綜合樓并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給食堂AM5SE-PVS2,，從機跳開食堂并網(wǎng)柜；

7)       當Ppcc≤P3-26,，且功率因數(shù)PF＞0時,，且食堂并網(wǎng)柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗樓AM5SE-PVS2,，從機跳開化驗樓并網(wǎng)柜,；

8)       當Ppcc≤P3-27,，且功率因數(shù)PF＞0時，且化驗樓并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給中控室AM5SE-PVS2,，從機跳開中控室并網(wǎng)柜；

9)       當Ppcc≤P3-28,，且功率因數(shù)PF＞0時，且中控室并網(wǎng)柜為分,，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給丁類倉庫AM5SE-PVS2,，從機跳開丁類倉庫2個并網(wǎng)柜；

10)       若產(chǎn)生逆流,，即當|Ppcc|≥P3-31,，且功率因數(shù)PF＜0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5,、T4,、T3配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關(guān)并網(wǎng)柜,；當|Ppcc|≥P3-32,，且功率因數(shù)PF＜0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓,、食堂,、化驗樓、中控室,、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2,，所有從機跳開相關(guān)并網(wǎng)柜；

11)       當Ppcc≥P3-4,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上并網(wǎng)柜（此處并網(wǎng)柜為分的均需合閘），再調(diào)節(jié)逆變器功率至額定功率的20%（此值由用戶確定且可設(shè)）（只遙控T3,、T4,、T5并網(wǎng)柜合閘，T1,、T2并網(wǎng)柜由現(xiàn)場人員手動合閘）,。

?                      母聯(lián)為分位時，2#進線策略如下：

1)       當Ppcc≤P4-1,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)T8逆變器功率；

2)       當Ppcc≤P4-2,，且功率因數(shù)PF＞0時,，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜；

3)       若產(chǎn)生逆流,，即當|Ppcc|≥P4-3,，且功率因數(shù)PF＜0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2,，從機跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜,；

4)       當Ppcc≥P4-4，且功率因數(shù)PF＞0時,，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上T8配電房并網(wǎng)柜,，再調(diào)節(jié)逆變器功率至額定功率的20%（此值由用戶確定且可設(shè)）。

4 項目拓撲方案

1） 方案拓撲圖

圖2 項目方案拓撲圖

2） 防逆流保護典型接線

圖3 防逆流保護典型接線

3） 項目清單

5 現(xiàn)場安裝圖片

本項目防逆流主機和能量管理系統(tǒng)采用組屏方式安裝,，防逆流從機就地安裝在并網(wǎng)柜上，現(xiàn)場安裝圖片如下,。 

圖4 防逆流主機屏

圖5 防逆流從機安裝圖片

圖6 能量管理系統(tǒng)實時事件

6 結(jié)語

本文介紹的能量管理系統(tǒng),，可以在光伏高發(fā)時柔性調(diào)節(jié)逆變器功率，同時結(jié)合防逆流主從機也可以在大負荷切除或系統(tǒng)通信失聯(lián)時,，及時保障防逆流功能準確動作,，該方案提高能源利用率，有助于后續(xù)大型工商業(yè)光伏項目自發(fā)自用,、余電不上網(wǎng)模式的實施,。