摘 要：隨著分布式光伏裝機(jī)容量的快速增長，電網(wǎng)逆流問題日益凸顯。當(dāng)光伏發(fā)電功率大于本地負(fù)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(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(yùn)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(xiàng)目中防逆流的需求應(yīng)運(yùn)而生。
1 項(xiàng)目概況
內(nèi)蒙古阿拉善中高綠能能源分布式光伏項(xiàng)目，位于內(nèi)蒙古烏斯太鎮(zhèn)，裝機(jī)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(xiàng)目共設(shè)置12臺(tái)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(diǎn)，其中T1在綜合樓設(shè)置1個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，距離35kV進(jìn)線1000米，為一期接入;T2設(shè)置5個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，分設(shè)在4個(gè)配電房(食堂、化驗(yàn)樓、中控室、丁類倉庫)，距離35kV進(jìn)線600米-1000米，為一期接入，食堂、化驗(yàn)樓、中控室均為1個(gè)并網(wǎng)柜，丁類倉庫為2個(gè)并網(wǎng)柜;T3設(shè)置在獨(dú)立配電房內(nèi)，距離35kV配電房500米，設(shè)置5個(gè)并網(wǎng)柜，為二期接入;T4設(shè)置在獨(dú)立配電房內(nèi)，距離35kV配電房500米，設(shè)置2個(gè)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(gè)并網(wǎng)柜，為二期接入;T8設(shè)置在獨(dú)立配電房內(nèi)，距離35kV配電房500米，設(shè)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(xiàng)目要求自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)，逆流檢測點(diǎn)設(shè)置在35kV進(jìn)線側(cè)，根據(jù)上述基本條件結(jié)合原施工圖設(shè)計(jì)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(dá)到限制上網(wǎng)功率的控制策略方案。
2 項(xiàng)目需求
測量35kV兩路進(jìn)線處功率，當(dāng)功率過低時(shí)，通過能量管理系統(tǒng)無人值守狀態(tài)下實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整逆變器輸出功率來實(shí)現(xiàn)光伏電站持續(xù)運(yùn)行，同時(shí)也要確保輸出功率能量管理系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行。在輸出功率能量管理系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整失效時(shí)能夠自動(dòng)切斷部分光伏發(fā)電回路保障35kV線路供電正常，并能自動(dòng)恢復(fù)能量管理系統(tǒng)正常運(yùn)行、自動(dòng)切斷部分逆變器恢復(fù)運(yùn)行。
3 產(chǎn)品方案
本項(xiàng)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(hù)跳閘方案。柔性調(diào)節(jié)通過能量管理系統(tǒng)Acrel-2000MG來實(shí)現(xiàn)，防逆流保護(hù)跳閘采用AM5SE-PV主從機(jī)來實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)方案如下。
圖1 中高綠能能源項(xiàng)目產(chǎn)品配置圖
上圖為本項(xiàng)目產(chǎn)品配置圖，在35kV兩路進(jìn)線處分別配置2臺(tái)防逆流主機(jī)AM5SE-PVM采集市電進(jìn)線電流、電壓，計(jì)算功率Ppcc，針對一期，在變壓器低壓側(cè)T1-T2處配置5臺(tái)防逆流從機(jī)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(tái)防逆流從機(jī)AM5SE-PVS2用于分合并網(wǎng)柜。防逆流主機(jī)和防逆流從機(jī)之間通過多模光纖連接。由于該項(xiàng)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(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(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(jìn)線供電時(shí)，1#進(jìn)線策略如下：
1) 當(dāng)Ppcc≤P1-1，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(dāng)Ppcc≤P1-21，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開T5配電房所有并網(wǎng)柜;
3) 當(dāng)Ppcc≤P1-22，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T4配電房所有并網(wǎng)柜;
4) 當(dāng)Ppcc≤P1-23，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T3配電房所有并網(wǎng)柜;
5) 當(dāng)Ppcc≤P1-24，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜;
6) 當(dāng)Ppcc≤P1-25，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開綜合樓并網(wǎng)柜;
7) 當(dāng)Ppcc≤P1-26，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開食堂并網(wǎng)柜;
8) 當(dāng)Ppcc≤P1-27，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，且食堂并網(wǎng)柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗(yàn)樓AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開化驗(yàn)樓并網(wǎng)柜;
9) 當(dāng)Ppcc≤P1-28，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，且化驗(yàn)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(jī)跳開中控室并網(wǎng)柜;
10) 當(dāng)Ppcc≤P1-29，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開丁類倉庫2個(gè)并網(wǎng)柜;
11) 若產(chǎn)生逆流，即當(dāng)|Ppcc|≥P1-31，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，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(jī)跳開相關(guān)并網(wǎng)柜;當(dāng)|Ppcc|≥P1-32，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂、化驗(yàn)樓、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2，所有從機(jī)跳開相關(guān)并網(wǎng)柜;
12) 當(dāng)Ppcc≥P1-4，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機(jī)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(dòng)合閘)。
? 母聯(lián)為合位且2#進(jìn)線供電時(shí)，2#進(jìn)線策略如下：
1) 當(dāng)Ppcc≤P2-1，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(dāng)Ppcc≤P2-21，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜;
3) 當(dāng)Ppcc≤P2-22，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T5配電房所有并網(wǎng)柜;
4) 當(dāng)Ppcc≤P2-23，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T4配電房所有并網(wǎng)柜;
5) 當(dāng)Ppcc≤P2-24，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T3配電房所有并網(wǎng)柜;
6) 當(dāng)Ppcc≤P2-25，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開綜合樓并網(wǎng)柜;
7) 當(dāng)Ppcc≤P2-26，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開食堂并網(wǎng)柜;
8) 當(dāng)Ppcc≤P2-27，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，且食堂并網(wǎng)柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗(yàn)樓AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開化驗(yàn)樓并網(wǎng)柜;
9) 當(dāng)Ppcc≤P2-28，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，且化驗(yàn)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(jī)跳開中控室并網(wǎng)柜;
10) 當(dāng)Ppcc≤P2-29，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開丁類倉庫2個(gè)并網(wǎng)柜;
11) 若產(chǎn)生逆流，即當(dāng)|Ppcc|≥P2-31，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，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(jī)跳開相關(guān)并網(wǎng)柜;當(dāng)|Ppcc|≥P2-32，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂、化驗(yàn)樓、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2，所有從機(jī)跳開相關(guān)并網(wǎng)柜;
12) 當(dāng)Ppcc≥P2-4，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機(jī)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(dòng)合閘)。
? 母聯(lián)為分位時(shí)，1#進(jìn)線策略如下：
1) 當(dāng)Ppcc≤P3-1，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(dāng)Ppcc≤P3-21，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開T5配電房所有并網(wǎng)柜;
3) 當(dāng)Ppcc≤P3-22，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T4配電房所有并網(wǎng)柜;
4) 當(dāng)Ppcc≤P3-23，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開T3配電房所有并網(wǎng)柜;
5) 當(dāng)Ppcc≤P3-24，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開綜合樓并網(wǎng)柜;
6) 當(dāng)Ppcc≤P3-25，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開食堂并網(wǎng)柜;
7) 當(dāng)Ppcc≤P3-26，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，且食堂并網(wǎng)柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗(yàn)樓AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開化驗(yàn)樓并網(wǎng)柜;
8) 當(dāng)Ppcc≤P3-27，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，且化驗(yàn)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(jī)跳開中控室并網(wǎng)柜;
9) 當(dāng)Ppcc≤P3-28，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，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(jī)跳開丁類倉庫2個(gè)并網(wǎng)柜;
10) 若產(chǎn)生逆流，即當(dāng)|Ppcc|≥P3-31，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，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(jī)跳開相關(guān)并網(wǎng)柜;當(dāng)|Ppcc|≥P3-32，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂、化驗(yàn)樓、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2，所有從機(jī)跳開相關(guān)并網(wǎng)柜;
11) 當(dāng)Ppcc≥P3-4，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機(jī)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(dòng)合閘)。
? 母聯(lián)為分位時(shí)，2#進(jìn)線策略如下：
1) 當(dāng)Ppcc≤P4-1，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調(diào)節(jié)T8逆變器功率;
2) 當(dāng)Ppcc≤P4-2，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜;
3) 若產(chǎn)生逆流，即當(dāng)|Ppcc|≥P4-3，且功率因數(shù)PF<0時(shí)，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機(jī)跳開T8配電房所有并網(wǎng)柜;
4) 當(dāng)Ppcc≥P4-4，且功率因數(shù)PF>0時(shí)，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機(jī)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(xiàng)目拓?fù)浞桨?/p>
1) 方案拓?fù)鋱D
圖2 項(xiàng)目方案拓?fù)鋱D
2) 防逆流保護(hù)典型接線
圖3 防逆流保護(hù)典型接線
3) 項(xiàng)目清單
現(xiàn)場安裝圖片
本項(xiàng)目防逆流主機(jī)和能量管理系統(tǒng)采用組屏方式安裝，防逆流從機(jī)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(jī)屏
圖5 防逆流從機(jī)安裝圖片
圖6 能量管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)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(shí)柔性調(diào)節(jié)逆變器功率，同時(shí)結(jié)合防逆流主從機(jī)也可以在大負(fù)荷切除或系統(tǒng)通信失聯(lián)時(shí)，及時(shí)保障防逆流功能準(zhǔn)確動(dòng)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(xiàng)目自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)模式的實(shí)施。
