安科瑞防逆流解決方案在內蒙古中高綠能能源7MW分布式光伏項目的應用

　　摘 要：隨著(zhù)分布式光伏裝機容量的快速增長(cháng)，電網(wǎng)逆流問(wèn)題日益凸顯。當光伏發(fā)電功率大于本地負荷功率時(shí)，多余的電力會(huì )流入電網(wǎng)，形成逆流。這不僅會(huì )導致電網(wǎng)系統電壓升高，影響供電質(zhì)量，還可能損壞用戶(hù)側和光伏發(fā)電側設備，威脅電網(wǎng)系統的安全穩定運行。加之?國家能源局發(fā)布的《分布式光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)建設管理辦法》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運而生。

　　1 項目概況

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

　　用戶(hù)配電站為35kV用戶(hù)站，采用兩路電源單母線(xiàn)分段系統。本項目共設置12臺35/0.4kV變壓器，在變壓器T1-T5以及T8低壓側分別設置0.4kV光伏并網(wǎng)點(diǎn)，其中T1在綜合樓設置1個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，距離35kV進(jìn)線(xiàn)1000米，為一期接入;T2設置5個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，分設在4個(gè)配電房(食堂、化驗樓、中控室、丁類(lèi)倉庫)，距離35kV進(jìn)線(xiàn)600米-1000米，為一期接入，食堂、化驗樓、中控室均為1個(gè)并網(wǎng)柜，丁類(lèi)倉庫為2個(gè)并網(wǎng)柜;T3設置在獨立配電房?jì)?，距離35kV配電房500米，設置5個(gè)并網(wǎng)柜，為二期接入;T4設置在獨立配電房?jì)?，距離35kV配電房500米，設置2個(gè)并網(wǎng)柜，為二期接入;T5設置在35kV配電房?jì)?，設置2個(gè)并網(wǎng)柜，為二期接入;T8設置在獨立配電房?jì)?，距離35kV配電房500米，設置6個(gè)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(diǎn)設置在35kV進(jìn)線(xiàn)側，根據上述基本條件結合原施工圖設計制定以下通過(guò)調整(降低)光伏發(fā)電系統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(jìn)線(xiàn)處功率，當功率過(guò)低時(shí)，通過(guò)能量管理系統無(wú)人值守狀態(tài)下實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調整逆變器輸出功率來(lái)實(shí)現光伏電站持續運行，同時(shí)也要確保輸出功率能量管理系統安全、可靠運行。在輸出功率能量管理系統動(dòng)態(tài)調整失效時(shí)能夠自動(dòng)切斷部分光伏發(fā)電回路保障35kV線(xiàn)路供電正常，并能自動(dòng)恢復能量管理系統正常運行、自動(dòng)切斷部分逆變器恢復運行。

　　3 產(chǎn)品方案

　　本項目根據用戶(hù)需求采用柔性調節逆變器出力+防逆流保護跳閘方案。柔性調節通過(guò)能量管理系統Acrel-2000MG來(lái)實(shí)現，防逆流保護跳閘采用AM5SE-PV主從機來(lái)實(shí)現，詳細方案如下。

　　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(jìn)線(xiàn)處分別配置2臺防逆流主機AM5SE-PVM采集市電進(jìn)線(xiàn)電流、電壓，計算功率Ppcc，針對一期，在變壓器低壓側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(guò)多模光纖連接。由于該項目35kV側為單母線(xiàn)分段系統，所以需針對35kV母聯(lián)為合或分時(shí)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，由能量管理系統針對母聯(lián)狀態(tài)切換策略執行。

　　? 母聯(lián)為合位且1#進(jìn)線(xiàn)供電時(shí)，1#進(jìn)線(xiàn)策略如下：

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　　12) 當Ppcc≥P1-4，且功率因數PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統下發(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)，再調節逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶(hù)確定且可設)(只遙控T3、T4、T5、T8并網(wǎng)柜合閘，T1、T2并網(wǎng)柜由現場(chǎng)人員手動(dòng)合閘)。

　　? 母聯(lián)為合位且2#進(jìn)線(xiàn)供電時(shí)，2#進(jìn)線(xiàn)策略如下：

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　　12) 當Ppcc≥P2-4，且功率因數PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統下發(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)，再調節逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶(hù)確定且可設)(只遙控T3、T4、T5、T8并網(wǎng)柜合閘，T1、T2并網(wǎng)柜由現場(chǎng)人員手動(dòng)合閘)。

　　? 母聯(lián)為分位時(shí)，1#進(jìn)線(xiàn)策略如下：

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

　　11) 當Ppcc≥P3-4，且功率因數PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統下發(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)，再調節逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶(hù)確定且可設)(只遙控T3、T4、T5并網(wǎng)柜合閘，T1、T2并網(wǎng)柜由現場(chǎng)人員手動(dòng)合閘)。

　　? 母聯(lián)為分位時(shí)，2#進(jìn)線(xiàn)策略如下：

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

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

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

　　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(xiàn)

　　圖3 防逆流保護典型接線(xiàn)

　　3) 項目清單

　　現場(chǎng)安裝圖片

　　本項目防逆流主機和能量管理系統采用組屏方式安裝，防逆流從機就地安裝在并網(wǎng)柜上，現場(chǎng)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 能量管理系統實(shí)時(shí)事件

　　6 結語(yǔ)

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