分布式光伏电站是国家电网公司大力支持的分布式光伏项目,国家电网公司积极为分布式电源项目接入电网提供便利条件,光伏电站接入电网系统工程(含通信专网)及接入引起的公共电网改造部分由电网公司投资建设,电网公司免费提供关口计量装置和发电能量计量用电能表。
1 光伏电站组成简介
光伏电站包含发电系统与接入电网部分。发电系统主要由太阳能电池阵列、逆变器和监控系统三大部分组成。太阳能电池阵列将太阳能转化为电能(直流),并通过逆变器转变成交流电,经汇流箱、配电柜将电能送入与电网连接部分,即接入电网部分。接入电网部分因上网方式的不同而有所不同,全额上网的项目可接入公网,自发自用余电上网的项目接入用户配电室等通过专线接入的方式最后接入公网。
2 调度自动化部分
按照国家电网公司的规定,分布式光伏项目需要纳入当地电网的调控。因此,调度自动化部分的设计对于光伏项目本身的安全运行和电网调控管理至关重要。不仅需要针对项目具体的发电上网方式采集监控信息,还需要根据业主方对电站的运行管理方式做出合理的调度自动化方案论证和选择。
2.1监控信息
光伏电站本体需配置监控系统,具备远动功能,有关光伏电站本体信息的采集、处理由监控系统来完成,向调度传送信息应采用IEC 60870-5-104通信规约,监控系统应配置单套(或双套)用于信息远传的远动通信服务器。光伏电站监控系统实时采集的并网运行信息应包含光伏电站本体和接入配电室(自发自用余电上网)两部分。本体部分主要包括主断路器状态、并网点断路器状态、并网点电压和电流、光伏发电系统有功功率和无功功率,以及光伏发电能量和频率等。配电室部分主要包括遥测(光伏接入点或者公共连接点的线路有功功率、无功功率、有功电能及电流)和遥信(光伏接入点或者公共连接点的线路断路器位置信号,光伏接入线路主保护动作信号)两部分。
2.2信息安全防护
根据安全防护要求,调度自动化通道需要加装安全防护设备,在光伏电站配置网络设备时需装设安全防护设备(含1台路由器、,I台交换机、1套安全防护装置)。业主单位需内部对集控信息进行远程监视时,不得与传送上级调度单位自动化通道共用远动设备,不得使用相同的传送规约和端口,从而做到从物理上对网络进行隔离,防止发生网络安全事件。
2.3运行管控方式
(1)集中监控,数据集中传送。在项目地区选择便于接入调度光纤和公网光纤的合理地点(临近电网变电站或调度中心),建立地市级光伏集控中心,并设值班人员和调度通信电话,区域内各分布式光伏电站数据通过公网传输至该中心,进行集中数据、集中处理,通过加密、隔离等安全防护措施后,由集控中心通信设备直接与当地电网调度通信。
本方案既可以达到当地电网调度通信要求,又能减少调控工作量,实现分布式光伏电站“远程集控,少人值守”的运行调度管理模式。然而缺点也很明显,当集控中心故障导致无法监控所辖光伏电站时,电网将失去对所有光伏电站的监控,出于安全考虑,此方案不宜作为优选方案。
(2)集中监控,数据独立传送。在项目地区选择便于接入调度光纤和公网光纤的合理地点(临近电网变电站或调度中心),建立地市级光伏集控中心,并设值班人员和调度通信电话,区域内各分布式光伏电站远动数据直接上传当地调控中心,不通过集控中心转发。各光伏电站另行与集控中心通过公网进行数据通信,实现远方集控。集控中心与电网调控中心建立调度电话联络,各分布式光伏电站不再设置运行值班人员。
第二种方式通过设备的冗余配置可以满足当地电网通信调度要求,同时方便电站投资方对分散在各厂区的多个光伏电站进行远程监控、在线监测、故障诊断及运行调度管理,还可为后续光伏项目的通信调度提前创造便利条件。因此,此方案作为光伏电站大量出现后新的管理模式值得深入探讨和推广。
3 系统通信部分
由于分布式光伏电站的布点范围广,因此通信方式普遍采用光纤通信和无线通信2种方式。光纤通信的优点在于通信速度高,通信质量可靠。然而在实际项目建设中,对位置比较偏远无变电站或距离变电站较远的地区,专门架设光缆接入电网公司的调度数据网络成本比较高,因此采用租用通信运行商的光纤专用通道成为目前广泛采用的方式。只要所租用公网光纤专用通道符合电网公司通信安全的有关要求,符合调度控制实时性的要求,通信设备选型符合所辖地区电网公司现有通信设备的技术要求,确保通信网络的互联互通和可管理性,就可以采用租用的方式。这不仅减少了建设周期,还节约了光伏发电项目的通信部分投资。
除此之外,无线接入方式接入电网公司配电网监控系统是光纤接入方式的一种补充。无线接入方式又分为无线专网和无线公网方式。由于目前无线专网方式还未建设,因此只能租用通信运行商的无线网络进行信息传输。无线方式的最大缺点在于,有关其接入配电网系统的相关技术规范细节尚未完善,信息安全性的措施也需继续完善。