摘要

分布式光伏發電系統其核心特點是發電設備靠近用電負荷中心，通常安裝在屋頂、建筑立面或閑置空地上，截至2025年，分布式光伏發電系統在全球和中國范圍內取得了顯著發展，成為能源轉型和可持續發展的重要推動力量。

國家能源局于2025年1月發布了《分布式光伏發電開發建設管理辦法》，對分布式光伏的分類、上網模式、備案管理、電網接入等進行了詳細規定，未來分布式光伏將進一步向規范化、差異化和市場化方向發展，助力“雙碳”目標實現與新型電力系統構建。

為響應政策要求，需在分布式光伏發電站部署監控系統，實現運維成本優化、能源效率提升及碳排放降低，為清潔能源轉型提供技術支撐。本文以嘉興亨泰新能源有限公司的2996.37KWP分布式光伏項目為例，探討了安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監控系統的應用。

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項目概述

嘉興亨泰新能源有限公司的2996.37KWP分布式光伏項目（以下稱“本項目”）位于浙江省嘉興市秀洲區王江涇鎮新橋社區南虹路工業區，利用嘉興市鳴竣紡織有限公司屋頂建設光伏電站，采用接入方式為接入用戶側，采用電纜并網至廠區原有配電房10kV母線，并網電壓等級為10kV，并網點1個，分布式發電消納方式采用自發自用、余電上網。

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用電現狀

嘉興市鳴竣紡織有限公司當前供配電系統為1臺630kVA和2臺1600kVA變壓器以及1臺1470kVA電動機，主供電源進線由110kV王江涇變10kV鳴竣142線提供。用戶供配電系統簡圖如下：

圖2.1 一次主接線圖（現狀）

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分布式光伏設計

本項目容量2996.37kWp，利用嘉興市鳴竣紡織有限公司屋頂建設光伏電站，鋪設5122塊585Wp單晶硅太陽能光伏組件，通過4臺196kW、2臺250kW和5臺300kW的組串式逆變器，逆變輸出后匯總后再接入1臺3150kVA的升壓變，形成就地逆變-升壓方式，以1回10kV線路接至廠區原有配電房10kV母線。

圖3.1 光伏接入系統示意圖

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技術方案

本項目配置了Acrel-1000DP分布式光伏監控系統，實現對光伏電站的集中管理，包括設備的狀態監測、故障報警、運行參數設置等，并通過遠動網關將光伏電站的信息上傳到調度中心。

本期工程在嘉興市鳴竣紡織有限公司廠區內新建1臺升壓變壓器，配套建設并網點光伏開關站，站內配置4臺高壓柜、1面交直流電源屏、1面綜合自動化保護屏及1面遠動通信屏。在箱式升壓變處配置箱變測控裝置，并網點開關處裝設方向過流保護裝置（故障時聯動跳開本側斷路器），光伏電站側配置故障解列裝置（異常時執行光伏并網點跳閘），并網點同步配置電能質量在線監測裝置及防孤島保護裝置，形成完整的電氣保護及監測體系。

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二次電氣設備

1）線路保護裝置

線路保護裝置主要功能是確保電氣設備的安全運行。裝置實時監測電流、電壓等電氣參數，一旦檢測到異常，如過載、短路或接地故障，線路保護裝置會迅速切斷電源，從而防止設備損壞和火災風險。

2）防孤島裝置

在電網失電的情況下，分布式電源未能夠及時與電網斷開連接，會形成孤島狀態，這種狀態可能造成分布式電源不可控、電網恢復時的電壓和頻率不匹配等問題。防孤島裝置通過實時監測電網狀態，一旦檢測到電網斷電，能夠在規定的時間內迅速切斷分布式電源與電網的連接，同時，防孤島裝置還具有多種保護功能，如高頻、低頻、過電壓、低電壓保護等，能全面保障電力系統的穩定運行。

3）故障解列裝置

裝置能夠監測電網的實時狀態，一旦檢測到異常或故障信號，如短路、過載等，它會立即啟動，將故障儲能單元或設備與電網斷開，既能防止故障設備對電網造成進一步損害，也確保其他正常運行的儲能單元繼續供電，保障用戶的電力需求。

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電能質量在線監測裝置

電能質量在線監測裝置能夠實時監測儲能站接入電網后的電能質量，包括電壓偏差、頻率偏差、諧波含量、三相不平衡度等關鍵指標。通過高精度的測量與分析，它能夠及時發現電能質量問題，如電壓波動、諧波污染等，為運維人員提供及時的告警信息，此外，電能質量在線監測裝置的數據記錄功能還可為后續的故障排查和電能質量治理提供有力支持。

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遠動信息傳輸

本項目信息傳輸采用光纖通信方式。根據光伏電站接入原則，嘉興市鳴竣紡織有限公司的相關業務通過光電一體化設備傳送至110kV王江涇變，經王江涇變SDH傳輸設備接入嘉興供電公司光纖環網A平面，建設嘉興市鳴竣紡織有限公司至嘉興調度的通信通道。

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系統結構

本項使用基于國產操作系統的分布式光伏監控系統Acrel-1000DP，系統結構采用分層分布式，分成站控層、通信層和設備層。

站控層負責對整個系統進行集中管理和控制。操作員可以實時監控系統狀態，進行數據分析與處理，從而實現對生產過程的智能調度與優化。

通信層負責信息傳遞與數據交互，確保各個設備和系統組件之間能夠無縫連接和協同工作，此外，通信層還可以支持多種網絡拓撲結構，適應不同規模和需求的應用場景，保證系統的靈活性和可擴展性。

設備層涵蓋了各種傳感器、執行器和控制器等硬件設備。這些設備負責采集現場數據并執行控制指令，是實現自動化操作的核心。

圖5.1系統拓撲圖

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現場照片

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系統功能

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實時監測

系統可以直觀的展示新建光伏電站的一次系統圖，實時顯示采集到的各類數據，包括電站內開關柜和故障解列、防孤島裝置等二次設備的電壓、電流、功率等關鍵參數，以及開關柜內斷路器、手車的分合狀態等。

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逆變器監測

逆變器數據監測功能是光伏發電監控系統中的一個關鍵組成部分，它負責收集、分析和處理逆變器的運行數據，包括電壓、電流、功率和溫度等參數，以確保光伏發電系統的穩定運行和最優性能，通過數據監測，用戶可以及時發現系統異常，進行故障診斷與維護，提高系統的整體效率與可靠性。

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電能質量在線監測

系統可以對整個供電系統的電能質量包括穩態狀態和暫態狀態進行持續監測，使管理人員實時掌握供電系統電能質量情況，以便及時發現和消除供電不穩定因素。在供電系統主界面上應能實時顯示各電能質量監測點的監測裝置通信狀態、各監測點的A/B/C相電壓總畸變率、三相電壓不平衡度百分比和正序/負序/零序電壓值、三相電流不平衡度百分比和正序/負序/零序電流值。

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調度上傳

系統采用專網方式配置獨立遠動裝置，將采集到的光伏電站信息安全上傳至嘉興調度。在系統側配置1套光電一體化設備，相關業務通過以太網方式傳送至王江經變，再經110kV王江涇變轉接至SDH傳輸設備，經過嘉興供電公司光纖環網A平面傳送至嘉興調度，組織光伏站至配調和嘉興區域分布式電源調控系統的通信通道。

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結語

分布式屋頂光伏作為清潔能源領域的關鍵應用形式，近年來在全球范圍內實現了規模化應用，通過在建筑頂部空間鋪設光伏組件實現光電轉換，構建了自發自用、余電上網等多種上網模式。

Acrel-1000DP分布式光伏監控系統的應用顯著提升了發電站的管理效能，用戶可通過通過實時采集、分析和處理光伏發電站的數據，對整個發電過程進行精準監控和管理，確保發電系統的安全、穩定、高效運行，同時，該系統還具備強大的數據分析能力，可以為運營維護提供科學依據，優化光伏發電的整體性能，這不僅提升了光伏發電的經濟效益，也為可再生能源的廣泛應用奠定了堅實的基礎。

審核編輯 黃宇