光伏發(fā)電二次設(shè)計(jì)

更新時(shí)間：2024.01.13 作者：管理員瀏覽次數(shù)：41

1 概述當(dāng)今世界，煤炭、石油等化石能源頻頻告急，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。而太陽能作為最具潛力的可再生能源，因其儲(chǔ)量的無限性、存在的普遍性、利用的清潔性以及實(shí)用的經(jīng)濟(jì)性，越來越被人們所青睞。大力發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)、積極開發(fā)太陽能，在全球范圍得到了空前重視，已成為各國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。光伏產(chǎn)業(yè)也稱太陽能電池產(chǎn)業(yè)，即利用太陽能級(jí)半導(dǎo)體電子器件吸收太陽光輻射能，并使之轉(zhuǎn)換為電能的產(chǎn)業(yè)。
2 光伏電站監(jiān)控對(duì)象光伏電站主要由光伏陣列、匯流箱、低壓直流柜、逆變柜、交流低壓柜、升壓變壓器等組成，最后產(chǎn)生的高壓交流并入國(guó)家電網(wǎng)。針對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)電力參數(shù)檢測(cè)的需要，需要對(duì)于匯流箱、直流柜及交流柜中等電氣設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，把各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)打包上傳至后臺(tái)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后臺(tái)集中監(jiān)控。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，通過各種樣式的圖表及數(shù)據(jù)快速掌握電站的運(yùn)行情況，確保了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的完全可靠和穩(wěn)定運(yùn)行。
3 監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu) 整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可分為智能子站、規(guī)約轉(zhuǎn)換、監(jiān)控后臺(tái)3個(gè)層次，其樹狀圖如圖所示。圖2：監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu) 從圖可以看出光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)通過以太網(wǎng)基于IEC60870-5-104規(guī)約可以與多臺(tái)通訊管理機(jī)建立通訊，而1臺(tái)通訊管理機(jī)通過IEC60870-5-104規(guī)約（或Modbus規(guī)約及廠家自定義規(guī)約）可以與多臺(tái)智能裝置建立通訊。這樣的架構(gòu)為監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)對(duì)全站設(shè)備的管理提供通信支撐。在大型地面電站中，通常智能子站層對(duì)應(yīng)箱變發(fā)電、規(guī)約轉(zhuǎn)換層對(duì)應(yīng)開關(guān)站、監(jiān)控后臺(tái)對(duì)應(yīng)監(jiān)控室。
4 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 光伏方陣場(chǎng)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則:
1)光伏場(chǎng)區(qū)監(jiān)控納入升壓變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。
2)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)光伏場(chǎng)區(qū)部分實(shí)現(xiàn)光伏場(chǎng)區(qū)設(shè)備(包括光伏陣列、匯流箱、逆變器、升壓變等)的控制、保護(hù)、測(cè)量，以及信號(hào)的采集和上傳。
4.1 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 光伏場(chǎng)區(qū)內(nèi)每個(gè)2.5MW或3.125MW逆變升壓?jiǎn)卧獮橐粋€(gè)監(jiān)控單元，根據(jù)光伏場(chǎng)區(qū)內(nèi)各逆變升壓?jiǎn)卧姆植嘉恢?，將全部逆變升壓?jiǎn)卧獎(jiǎng)澐譃槿舾蓚€(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控單元組成環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控單元環(huán)網(wǎng)交換機(jī)之間、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)與升壓變電站二次設(shè)備室網(wǎng)絡(luò)通信柜中環(huán)網(wǎng)交換機(jī)之間均通過光纖介質(zhì)連接。匯流箱一般采用RS485通信接口、總線通信方式，通信介質(zhì)采用屏蔽雙絞線(若采用直埋敷設(shè)，則需要采用鎧裝屏蔽雙絞線)。屏蔽雙絞線的截面積根據(jù)總線的長(zhǎng)度和連接的設(shè)備數(shù)量確定，可參考表1。

RS485總線不支持環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)，如果采用如圖1-1中a、b、c的不正確連接方式，盡管在某些情況下(如距離短、速率低、干擾小等)仍然可以正常工作，但隨著通信距離的延長(zhǎng)或通信速率的提高，其不良影響會(huì)越來越嚴(yán)重，甚至發(fā)生通信故障，主要原因是信號(hào)在各支路末端反射后與原信號(hào)疊加，造成信號(hào)質(zhì)量下降。

為此，最好采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用一條單一、連續(xù)的信號(hào)通圖1-1RS485通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D道總線將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來，從總線到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的引出線長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便使引出線中的反射信號(hào)對(duì)總線信號(hào)的影響最低。如圖3中d、e、f的連接方式。

4.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備配置設(shè)計(jì) 每個(gè)逆變升壓?jiǎn)卧话闩渲?面測(cè)控裝置，主要包括現(xiàn)場(chǎng)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)、規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置和公用測(cè)控裝置等。逆變升壓?jiǎn)卧木W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖見圖1-2。

其中，匯流箱智能裝置、直流柜智能裝置、逆變器智能裝置等通過通信線接入規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置；公用測(cè)控裝置完成對(duì)低壓斷路器柜、高壓負(fù)荷開關(guān)柜和變壓器等設(shè)備的控制和采集。圖4:光伏發(fā)電單元網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖

4.3 監(jiān)控系統(tǒng)功能
（1）規(guī)約轉(zhuǎn)換。將匯流箱、直流柜、逆變器等設(shè)備的通信規(guī)約轉(zhuǎn)換成與變電站監(jiān)控系統(tǒng)相同的規(guī)約。（2）信息的上傳下達(dá)。將匯流箱、直流和逆變器等設(shè)備的信息上傳至變電站監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)接受變電站監(jiān)控系統(tǒng)的指令實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的控制。
（3）低壓開關(guān)柜、升壓變壓器和高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)柜的信息采集和控制。狀態(tài)信號(hào)包括升壓變壓器高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)分合閘狀態(tài)、低壓側(cè)斷路器分合閘狀態(tài)、逆變升壓?jiǎn)卧T位置狀態(tài)。報(bào)警信號(hào)包括升壓變壓器非電量報(bào)警(即溫度高報(bào)警，若為油浸式變壓器，還有壓力釋放報(bào)警和瓦斯報(bào)警)以及升壓變壓器高壓側(cè)熔斷器熔斷報(bào)警等。控制信號(hào)包括低壓側(cè)斷路器的分合控制、高壓側(cè)負(fù)荷開關(guān)的分合控制等。（4）對(duì)時(shí)功能，具有接受時(shí)鐘對(duì)時(shí)的功能，一般采用網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。
（5）對(duì)外接口，計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)光伏場(chǎng)區(qū)部分通過光纜與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)升壓變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行連接。

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