安科瑞張俊杰
1、 光伏并網(wǎng)柜簡介
分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式，并且能一定程度保證發(fā)電的穩(wěn)定性、可靠性及供給配電網(wǎng)電能質(zhì)量，是一種新型的、環(huán)保型且具有長遠(yuǎn)發(fā)展前景的發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)在用戶所在場地或附近建設(shè)運(yùn)行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。它能夠就近逐步解決用戶的用電問題，通過并網(wǎng)送去實現(xiàn)供電差額的補(bǔ)償與外送。光伏電源處于用戶側(cè)，發(fā)電供給當(dāng)?shù)卣?fù)荷，可以合理減少對電網(wǎng)供電的依賴，減少線路損耗。通過借助建筑物表面，將光伏蓄電池作為建筑材料，從而合理地增加光伏電站的占地面積。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模較小，可以根據(jù)實際要求進(jìn)行建設(shè)，建設(shè)區(qū)域選擇性較大，在未來能源綜合利用發(fā)展中有很大的發(fā)展空間。
并網(wǎng)柜主要由刀閘、斷路器及有關(guān)的控制元件組成，由于其連接發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和電網(wǎng)系統(tǒng)，安裝有完備的并網(wǎng)保護(hù)裝置，起到發(fā)電機(jī)并網(wǎng)作用，而被稱為“并網(wǎng)柜”。 光伏并網(wǎng)柜作為光伏電站的總出口存在于光伏系統(tǒng)中，是連接光伏電站和電網(wǎng)的配電裝置，可以保護(hù)、計量光伏發(fā)電的總量，方便故障檢修管理，提高發(fā)電系統(tǒng)的**性和經(jīng)濟(jì)效益。具備檢失壓分閘、檢有壓合閘、過流保護(hù)、過電壓保護(hù)、孤島保護(hù)、防逆流保護(hù)、諧波治理、無功補(bǔ)償?shù)?/span>全方面多項保護(hù)功能，同時具備顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)指示，被廣泛運(yùn)用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，與光伏并網(wǎng)逆變器配套使用可組成一套完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)解決方案。
2、 光伏并網(wǎng)柜綜合監(jiān)測解決方案
光伏并網(wǎng)柜在運(yùn)行中，會出現(xiàn)電網(wǎng)側(cè)電壓、頻率等方面的波動對本站造成沖擊、負(fù)荷過高等現(xiàn)象，不僅會對電網(wǎng)設(shè)備造成損壞還會威脅到維護(hù)人員的生命**。諧波問題是光伏發(fā)電的主要問題，光伏發(fā)電使用交、直流逆變器，由于逆變器是通過半導(dǎo)體功率開關(guān)的開通和關(guān)斷作用，把直流電轉(zhuǎn)變交流電，在此環(huán)節(jié)會產(chǎn)生諧波問題。另外由于光伏項目的不確定性，造成輸出功率的隨機(jī)波動，導(dǎo)致電網(wǎng)頻率偏差、電壓波動與閃變等。
針對上述情況，本解決方案利用防孤島保護(hù)裝置采集并網(wǎng)電壓、頻率及電網(wǎng)進(jìn)線電流等信號，當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時，快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離。同時配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，對電壓諧波、電壓波動與閃變、頻率偏差、電壓不平衡度、電壓暫降/暫升/短時中斷等進(jìn)行實時監(jiān)測。通過這兩種設(shè)備在光伏并網(wǎng)柜中的使用，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供保障。本解決方案設(shè)備配置方案如表一。
表一 配置方案
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裝置名稱
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產(chǎn)品型號
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應(yīng)用功能
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防孤島保護(hù)裝置
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AM5SE-IS
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逆功率保護(hù)、頻率突變跳閘、有壓自動合閘等保護(hù)功能
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電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置
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APView500
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并網(wǎng)柜電能質(zhì)量監(jiān)測，包括電壓諧波、電壓波動與閃變、頻率偏差、電壓不平衡度、電壓暫降/暫升/短時中斷
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3、 產(chǎn)品簡介
3.1 AM5SE-IS微機(jī)保護(hù)裝置
AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離，保證整個電站和相關(guān)維護(hù)人員的生命**。
? 技術(shù)參數(shù)
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參數(shù)類型
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指標(biāo)
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額定數(shù)據(jù)
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工作電源
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AC/DC 220V或AC/DC 110V，允許偏差±20％
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交流電壓
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380V/220V或100V/57.74V
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交流電流
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5A或1A
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額定頻率
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50Hz或60Hz
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功耗
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整機(jī)功耗
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≤15W
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交流電壓回路
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≤0.5VA/相（100V）
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交流電流回路
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≤0.5VA/相（5A）
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定值誤差
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電流/電壓定值誤差
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≤±3%
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頻率定值誤差
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≤±0.02Hz
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定時限時間誤差
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2s內(nèi), ≤±40ms；>2s, ≤2%整定值±40ms
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反時限時間誤差
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≤±5%或±40ms
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測量精度
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模擬量精度
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電流、電壓、功率因數(shù)<0.5%，功率<0.5%，頻率≤0.1Hz
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順序記錄分辨率（SOE）
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實驗條件下：2ms；通常條件下：1ms
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遙脈分辨率
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≤2ms
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功耗
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運(yùn)行溫度
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-10℃～+55℃
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存儲溫度
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-25℃～+70℃
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相對濕度
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相對濕度≤95%
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大氣壓力
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86～110kPa
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? 主要功能
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型號
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AM5SE-IS
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電流采集
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8
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電壓采集
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6
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開關(guān)量采集
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20
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繼電器輸出
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10
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保護(hù)功能
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三段式過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖、可帶方向閉鎖）
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反時限過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）
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兩段式零序I01過流（可帶方向閉鎖）/I01反時限過流保護(hù)
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兩段式零序I02過流（可帶方向閉鎖）/I02反時限過流保護(hù)
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低電壓保護(hù)（跳閘/告警）
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過電壓保護(hù)（跳閘/告警）
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零序過壓保護(hù)（跳閘/告警）
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頻率保護(hù)（低頻減載/高頻保護(hù)）
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頻率突變跳閘
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有壓自動合閘
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重合閘
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后加速過流保護(hù)（可經(jīng)低電壓閉鎖）
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過負(fù)荷跳閘/告警
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PT斷線告警
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控制回路斷線告警
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檢同期
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FC閉鎖
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非電量跳閘/告警
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CT斷線告警
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檢修狀態(tài)閉鎖
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通訊規(guī)約
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ModBus-RTU、 TCP Modbus-RTU
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IEC60870-5-103、 TCP IEC60870-5-103
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通訊功能
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雙RS485接口
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雙以太網(wǎng)接口
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輔助功能
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故障錄波
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GPS對時
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2路4-20mA輸出
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? 外形及開孔尺寸
? 安裝方法
裝置采用面板嵌入式安裝，首先在屏體面板上按開孔尺寸開孔，如圖1。再將裝置按圖2所示放入開孔中，直到裝置面板靠住機(jī)柜的面板。將支架放置于機(jī)柜面板的內(nèi)部（上下各有一個支架），如圖3，旋轉(zhuǎn)4個固定螺絲，使裝置牢固固定在機(jī)柜面板上，然后蓋上4個翻蓋即可。（翻蓋上方有小缺口，拆卸時需用一字螺絲刀插入小缺口將翻蓋取下。）
圖1 圖2 圖3
3.2 APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置
APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、事件記錄、測量控制等功能為一體，能夠滿足通過0.4-35kV電壓等級并網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)要求，廣泛適用于工業(yè)廠房、商業(yè)屋頂、物流基地、機(jī)場交通、高速服務(wù)區(qū)等行業(yè)的分布式光伏并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量監(jiān)測。
