海南農(nóng)墾集團其前身是與海南省農(nóng)墾總局實行政企合一的海南省農(nóng)墾總公司,，直屬三大墾區(qū)之一。該集團在海南有多個養(yǎng)殖場，本次工程涉及到紅華養(yǎng)豬場,、紅華肉牛繁育場、白沙縣邦溪鎮(zhèn)和牛產(chǎn)業(yè)扶貧養(yǎng)殖場等多個項目,，通過在廠房屋頂鋪設分布式光伏,，實現(xiàn)光伏發(fā)電自發(fā)自用，余電上網(wǎng),。

紅華養(yǎng)豬場,、紅華肉牛繁育場分布式光伏發(fā)電項目均處于海南省臨高縣，實際裝機容量分別為5.5MW和1.39MW,；白沙縣邦溪鎮(zhèn)和牛產(chǎn)業(yè)扶貧養(yǎng)殖場位于海南省白沙黎族自治縣,，總建設規(guī)模為1.45MW,。養(yǎng)殖場內(nèi)光伏組件安裝在廠房屋頂，經(jīng)逆變后接入箱變升壓至10kV,，再接入廠區(qū)內(nèi)原有用戶10kV母線,；

本文主要針對紅華養(yǎng)豬場和紅華肉牛繁育場分布式光伏發(fā)電項目介紹光伏電站的電氣二次配置方案，包括保護站內(nèi)發(fā)電運行安全的安全自動裝置屏,、完成調(diào)度上傳的遠動通訊屏,，以及就地部署的Acrel-1000DP分布式光伏系統(tǒng)。

1. 分布式光伏設計

紅華養(yǎng)豬場在養(yǎng)殖棚屋面建設分布式光伏電站,，組件采用平鋪設計,，共使用單晶硅單面單玻545Wp組件10108片，每28片組件為一串,，采用16臺250kW逆變器,，根據(jù)屋頂情況布置太陽能電池板，所發(fā)直流電由逆變器逆變成交流800V,，接入箱變升壓至10kV并入電網(wǎng),，并網(wǎng)形式為自發(fā)自用，余電上網(wǎng),。

1.1 紅華養(yǎng)豬場光伏接入系統(tǒng)示意圖

1.2 紅華養(yǎng)豬場光伏組件布置圖

紅華肉牛繁育場區(qū)采用550W單晶硅組件,，安裝50kW組串逆變器1臺,70kW組串逆變器13臺，100kW組串逆變器3臺,，110kW組串逆變器1臺,整體光伏發(fā)電量1.39MW,。項目不設置匯流箱，所有逆變器出線回路均接入升壓變,，設置1座10kV箱式變壓器1600kVA,，采用10kV電壓等級并網(wǎng)。

1.3 紅華肉牛繁育場光伏接入系統(tǒng)示意圖

1.4 紅華肉牛繁育場光伏組件布置圖

2. 技術方案

以紅華養(yǎng)豬場分布式光伏項目為例（以下簡稱“本項目”）,，本項目利用屋頂建設光伏發(fā)電系統(tǒng),，所發(fā)電量采用就地消納，自發(fā)自用,、余電上網(wǎng)的模式,，光伏發(fā)電經(jīng)逆變器、箱變升壓至10kV,，并網(wǎng)接入10kV電網(wǎng)原有線路,。

為確保光伏發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)高效、穩(wěn)定,、安全地運行,，并順利并入電網(wǎng)，我們配置了繼電保護及安全自動裝置,、遠動通訊屏和就地部署的Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)與AcrelCloud-1200光伏運維云平臺,。

2.1. 箱變內(nèi)主要電氣設備

本項目箱變均配備干式三相雙繞組低損耗無勵磁調(diào)壓變壓器,，容量為2500kVA，電壓等級為10±5%/0.4kV,，接線組別為“D,，yn11”，交流頻率為50Hz,，可以戶外使用,，能效等級滿足國家規(guī)范要求。

高壓側(cè)包含進線柜,、PT柜,，計量柜，出線柜,，高壓配電室要求門加裝電磁鎖,，當10kV側(cè)帶電時高壓室內(nèi)門不能打開；低壓側(cè)與逆變器連接,。箱變內(nèi)采用專用溫濕度監(jiān)控器,，能測量箱變內(nèi)部環(huán)境溫度，輸出環(huán)境溫度測控接點,，以滿足變壓器溫度合理運行故障報警跳閘要求及箱變內(nèi)部正常運行要求,。

2.2. 繼電保護及安全自動裝置

a. 并網(wǎng)線路繼電保護及安全自動裝置

當分布式光伏項目的并網(wǎng)線路發(fā)生短路故障時，線路保護應立即啟動,，判斷故障并觸發(fā)動作，瞬時斷開與故障點相連的并網(wǎng)點斷路器,，最小化故障對電網(wǎng)的影響范圍,，確保故障能夠被快速且可靠地切除，從而保護其他非故障部分的正常運行,。

10kV母線作為關鍵節(jié)點,，應當配備的故障解列裝置，裝置可以實時監(jiān)測母線頻率和電壓的功能,，一旦檢測到異常（如頻率偏離正常范圍,、電壓波動過大等），將立即執(zhí)行緊急控制措施,，自動跳開的斷路器（通常是連接光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的專用開關）,，通過這樣的方式，可以有效防止故障或異常狀況的進一步擴大,，保障電網(wǎng)和用戶設備的安全,。

b. 防孤島檢測

在分布式光伏項目中，為防止孤島現(xiàn)象對電網(wǎng)和人員安全造成威脅,，需要配有完善的防孤島方案,，需要逆變器的孤島檢測機制,、防孤島保護裝置、低壓檢測裝置共同配合,，一旦監(jiān)測到孤島狀態(tài),，能夠迅速并自動地與電網(wǎng)斷開連接，此外,，該方案還需嚴格遵守所制定的相關標準和規(guī)定,，以確保其有效性和合規(guī)性。

2.3. 運動通訊設備

光伏電站內(nèi)采用本地監(jiān)控系統(tǒng),，應具備自動接收并執(zhí)行調(diào)度部門發(fā)送的有功功率及無功功率變化的控制指令的能力,。同時站內(nèi)配置智能邊緣計算網(wǎng)關，接入省級配網(wǎng)自動化主站,，上傳臨高縣調(diào),，采集上傳的信息量應滿足調(diào)度機構的運行需求，包括并網(wǎng)設備狀態(tài),、并網(wǎng)點電壓,、電流、有功功率,、無功功率和發(fā)電量等,，調(diào)控中心應實時監(jiān)視運行情況。

3. 系統(tǒng)結(jié)構

本項目致力于構建一個高效,、智能的光伏電站管理體系,，集成了一套分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)Acrel-1000DP與光伏運維云平臺AcrelCloud-1200，來實現(xiàn)對整個光伏發(fā)電站的全面掌控與優(yōu)化,，系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構為分層,、分布式，整體可分為三層：

一層：站控層,。在值班室設置操作員站,，采用C/S架構分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)，配置工控機和管理軟件,，工控機主要完成對光伏電站的數(shù)據(jù)集抄和界面顯示功能,；同時配置光伏運維云平臺，采用B/S架構,，支持多平臺,、多終端網(wǎng)絡訪問，形成了全站監(jiān)控,、管理中心,，并具備與遠方控制中心通信的接口。

第二層：通信層,。通訊管理機以相對獨立的方式分散在逆變器區(qū)域或箱變中,，將整理分析采集到的數(shù)據(jù),，并通過網(wǎng)絡或者4G上傳至光伏服務器和系統(tǒng)，確保在站控層網(wǎng)絡失效的情況下,，仍能獨立完成就地各電氣設備的監(jiān)測,。

第三層：設備層。主要包括微機保護,、防孤島保護,、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、故障解列裝置,、多功能儀表,、逆變器、箱變測控等設備,?？梢灾苯硬杉幚憩F(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)，通過通信層傳送給站控層,，同時接收站控層發(fā)來的控制操作命令,，經(jīng)過有效性判斷、閉鎖檢測,、同步檢測等,，最后對設備進行操作控制。

系統(tǒng)網(wǎng)絡示意圖

項目配置設備清單如下表所示：

4. 系統(tǒng)功能

4.1. 綜合看板

在分布式光伏電站的管理與運營中,，需要一個高效,、直觀的綜合看板，該看板集成了發(fā)電功率監(jiān)測,、裝機容量記錄,、發(fā)電量統(tǒng)計以及光伏收益計算等核心功能，同時特別突出了對環(huán)保貢獻的量化評估,，包括計算二氧化碳減排量和節(jié)約的噸標煤量。

4.2. 分布式光伏電站運維管理

分布式光伏運維平臺的報警處理分事故報警和預告報警,。前者包括非操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信號,，后者包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息,、模擬量越限/復限,、計算機站控系統(tǒng)的各個部件、就地單元的狀態(tài)異常等,，針對不同等級的報警,，處理方式有所區(qū)別，預告報警會有選擇地向遠方發(fā)送,。

平臺提供設備管理模塊,，允許運維人員對設備進行遠程配置,、參數(shù)調(diào)整、軟件升級等操作,，這些功能可以大幅提高運維效率,，降低現(xiàn)場操作成本。平臺靈活的配置選項,，允許用戶根據(jù)自己的需求對平臺進行定制和擴展,。

4.3. 光伏發(fā)電效率監(jiān)測

平臺集成了多項關鍵功能，來全面保障和提升電站的運營效能與經(jīng)濟效益,?；谄鋸姶蟮臄?shù)據(jù)分析與統(tǒng)計能力，可以計算電站的年利用小時數(shù),，能夠客觀評估電站的發(fā)電效率和使用效率,，為運維團隊提供改進方向。同時,，電站收益統(tǒng)計功能則根據(jù)發(fā)電數(shù)據(jù)和電價政策等因素,，自動計算出電站的年度、季度或月度收益情況,，為投資者和管理層提供直觀,、準確的財務數(shù)據(jù)支持，助力決策制定與優(yōu)化,。

逆變器負責將光伏電池產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電并送入電網(wǎng),，其工作狀態(tài)直接影響到電站的發(fā)電效率和穩(wěn)定性。所以平臺提供逆變器狀態(tài)查詢功能,，通過實時查詢逆變器的工作狀態(tài),、轉(zhuǎn)換效率及故障信息，運維團隊可以及時發(fā)現(xiàn)并解決逆變器的問題,，確保電站的發(fā)電效率和穩(wěn)定性得到保障,。

結(jié) 語:

分布式光伏發(fā)電作為分布式能源之一，在我國實踐中通常包括戶用光伏,、工商業(yè)分布式光伏,，而在畜牧業(yè)中應用分布式光伏發(fā)電，可以做到生態(tài)效益和經(jīng)濟效益“雙豐收”,，同時也可以極大促進碳減排目標的實現(xiàn),，為構建綠色、智能,、可持續(xù)的現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)提供了強有力的支持,。

本文介紹了畜牧業(yè)中分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)與光伏運維平臺相結(jié)合的方案，通過集成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸,、數(shù)據(jù)存儲,、數(shù)據(jù)處理分析以及遠程監(jiān)控、設備管理等功能,，顯著提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行效率和可靠性,，降低了運維成本。