摘 要：隨著分布式光伏裝機容量的快速增長，電網逆流問題日益凸顯。當光伏發(fā)電功率大于本地負荷功率時，多余的電力會流入電網，形成逆流。這不僅會導致電網系統(tǒng)電壓升高，影響供電質量，還可能損壞用戶側和光伏發(fā)電側設備，威脅電網系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。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(zhèn)，裝機容量為7MW，采用自發(fā)自用、余電不上網模式。
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光伏并網點，其中T1在綜合樓設置1個并網點，距離35kV進線1000米，為一期接入;T2設置5個并網點，分設在4個配電房(食堂、化驗樓、中控室、丁類倉庫)，距離35kV進線600米-1000米，為一期接入，食堂、化驗樓、中控室均為1個并網柜，丁類倉庫為2個并網柜;T3設置在獨立配電房內，距離35kV配電房500米，設置5個并網柜，為二期接入;T4設置在獨立配電房內，距離35kV配電房500米，設置2個并網柜，為二期接入;T5設置在35kV配電房內，設置2個并網柜，為二期接入;T8設置在獨立配電房內，距離35kV配電房500米，設置6個并網柜，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，逆流檢測點設置在35kV進線側，根據(jù)上述基本條件結合原施工圖設計制定以下通過調整(降低)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率以達到限制上網功率的控制策略方案。
2 項目需求
測量35kV兩路進線處功率，當功率過低時，通過能量管理系統(tǒng)無人值守狀態(tài)下實時動態(tài)調整逆變器輸出功率來實現(xiàn)光伏電站持續(xù)運行，同時也要確保輸出功率能量管理系統(tǒng)安全、可靠運行。在輸出功率能量管理系統(tǒng)動態(tài)調整失效時能夠自動切斷部分光伏發(fā)電回路保障35kV線路供電正常，并能自動恢復能量管理系統(tǒng)正常運行、自動切斷部分逆變器恢復運行。
3 產品方案
本項目根據(jù)用戶需求采用柔性調節(jié)逆變器出力+防逆流保護跳閘方案。柔性調節(jié)通過能量管理系統(tǒng)Acrel-2000MG來實現(xiàn)，防逆流保護跳閘采用AM5SE-PV主從機來實現(xiàn)，詳細方案如下。
圖1 中高綠能能源項目產品配置圖
上圖為本項目產品配置圖，在35kV兩路進線處分別配置2臺防逆流主機AM5SE-PVM采集市電進線電流、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用于分合并網柜。防逆流主機和防逆流從機之間通過多模光纖連接。由于該項目35kV側為單母線分段系統(tǒng)，所以需針對35kV母聯(lián)為合或分時整定不同策略，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#進線供電時，1#進線策略如下：
1) 當Ppcc≤P1-1，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調節(jié)T3、T4、T5、T8逆變器功率(T1、T2逆變器不參與調節(jié));
2) 當Ppcc≤P1-21，且功率因數(shù)PF>0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T5配電房所有并網柜;
3) 當Ppcc≤P1-22，且功率因數(shù)PF>0時，且T5所有并網柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T4配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T4配電房所有并網柜;
4) 當Ppcc≤P1-23，且功率因數(shù)PF>0時，且T4所有并網柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T3配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T3配電房所有并網柜;
5) 當Ppcc≤P1-24，且功率因數(shù)PF>0時，且T3所有并網柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T8配電房所有并網柜;
6) 當Ppcc≤P1-25，且功率因數(shù)PF>0時，且T5所有并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓AM5SE-PVS2，從機跳開綜合樓并網柜;
7) 當Ppcc≤P1-26，且功率因數(shù)PF>0時，且綜合樓并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給食堂AM5SE-PVS2，從機跳開食堂并網柜;
8) 當Ppcc≤P1-27，且功率因數(shù)PF>0時，且食堂并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗樓AM5SE-PVS2，從機跳開化驗樓并網柜;
9) 當Ppcc≤P1-28，且功率因數(shù)PF>0時，且化驗樓并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給中控室AM5SE-PVS2，從機跳開中控室并網柜;
10) 當Ppcc≤P1-29，且功率因數(shù)PF>0時，且中控室并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給丁類倉庫AM5SE-PVS2，從機跳開丁類倉庫2個并網柜;
11) 若產生逆流，即當|Ppcc|≥P1-31，且功率因數(shù)PF<0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5、T4、T3、T8配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關并網柜;當|Ppcc|≥P1-32，且功率因數(shù)PF<0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂、化驗樓、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關并網柜;
12) 當Ppcc≥P1-4，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上并網柜(此處并網柜為分的均需合閘)，再調節(jié)逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶確定且可設)(只遙控T3、T4、T5、T8并網柜合閘，T1、T2并網柜由現(xiàn)場人員手動合閘)。
? 母聯(lián)為合位且2#進線供電時，2#進線策略如下：
1) 當Ppcc≤P2-1，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調節(jié)T3、T4、T5、T8逆變器功率(T1、T2逆變器不參與調節(jié));
2) 當Ppcc≤P2-21，且功率因數(shù)PF>0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T8配電房所有并網柜;
3) 當Ppcc≤P2-22，且功率因數(shù)PF>0時，且T8所有并網柜為分，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T5配電房所有并網柜;
4) 當Ppcc≤P2-23，且功率因數(shù)PF>0時，且T5所有并網柜為分，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T4配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T4配電房所有并網柜;
5) 當Ppcc≤P2-24，且功率因數(shù)PF>0時，且T4所有并網柜為分，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T3配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T3配電房所有并網柜;
6) 當Ppcc≤P2-25，且功率因數(shù)PF>0時，且T3所有并網柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓AM5SE-PVS2，從機跳開綜合樓并網柜;
7) 當Ppcc≤P2-26，且功率因數(shù)PF>0時，且綜合樓并網柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給食堂AM5SE-PVS2，從機跳開食堂并網柜;
8) 當Ppcc≤P2-27，且功率因數(shù)PF>0時，且食堂并網柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗樓AM5SE-PVS2，從機跳開化驗樓并網柜;
9) 當Ppcc≤P2-28，且功率因數(shù)PF>0時，且化驗樓并網柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給中控室AM5SE-PVS2，從機跳開中控室并網柜;
10) 當Ppcc≤P2-29，且功率因數(shù)PF>0時，且中控室并網柜為分，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給丁類倉庫AM5SE-PVS2，從機跳開丁類倉庫2個并網柜;
11) 若產生逆流，即當|Ppcc|≥P2-31，且功率因數(shù)PF<0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5、T4、T3、T8配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關并網柜;當|Ppcc|≥P2-32，且功率因數(shù)PF<0時，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂、化驗樓、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關并網柜;
12) 當Ppcc≥P2-4，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上并網柜(此處并網柜為分的均需合閘)，再調節(jié)逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶確定且可設)(只遙控T3、T4、T5、T8并網柜合閘，T1、T2并網柜由現(xiàn)場人員手動合閘)。
? 母聯(lián)為分位時，1#進線策略如下：
1) 當Ppcc≤P3-1，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調節(jié)T3、T4、T5逆變器功率(T1、T2逆變器不參與調節(jié));
2) 當Ppcc≤P3-21，且功率因數(shù)PF>0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T5配電房所有并網柜;
3) 當Ppcc≤P3-22，且功率因數(shù)PF>0時，且T5所有并網柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T4配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T4配電房所有并網柜;
4) 當Ppcc≤P3-23，且功率因數(shù)PF>0時，且T4所有并網柜為分，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T3配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T3配電房所有并網柜;
5) 當Ppcc≤P3-24，且功率因數(shù)PF>0時，且T5所有并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓AM5SE-PVS2，從機跳開綜合樓并網柜;
6) 當Ppcc≤P3-25，且功率因數(shù)PF>0時，且綜合樓并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給食堂AM5SE-PVS2，從機跳開食堂并網柜;
7) 當Ppcc≤P3-26，且功率因數(shù)PF>0時，且食堂并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給化驗樓AM5SE-PVS2，從機跳開化驗樓并網柜;
8) 當Ppcc≤P3-27，且功率因數(shù)PF>0時，且化驗樓并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給中控室AM5SE-PVS2，從機跳開中控室并網柜;
9) 當Ppcc≤P3-28，且功率因數(shù)PF>0時，且中控室并網柜為分，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給丁類倉庫AM5SE-PVS2，從機跳開丁類倉庫2個并網柜;
10) 若產生逆流，即當|Ppcc|≥P3-31，且功率因數(shù)PF<0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T5、T4、T3配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關并網柜;當|Ppcc|≥P3-32，且功率因數(shù)PF<0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給綜合樓、食堂、化驗樓、中控室、丁類倉庫配電房AM5SE-PVS2，所有從機跳開相關并網柜;
11) 當Ppcc≥P3-4，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上并網柜(此處并網柜為分的均需合閘)，再調節(jié)逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶確定且可設)(只遙控T3、T4、T5并網柜合閘，T1、T2并網柜由現(xiàn)場人員手動合閘)。
? 母聯(lián)為分位時，2#進線策略如下：
1) 當Ppcc≤P4-1，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)柔性調節(jié)T8逆變器功率;
2) 當Ppcc≤P4-2，且功率因數(shù)PF>0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T8配電房所有并網柜;
3) 若產生逆流，即當|Ppcc|≥P4-3，且功率因數(shù)PF<0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給T8配電房AM5SE-PVS2，從機跳開T8配電房所有并網柜;
4) 當Ppcc≥P4-4，且功率因數(shù)PF>0時，由Acrel-2000MG能量管理系統(tǒng)下發(fā)指令給遙控防逆流從機AM5SE-PVS2合上T8配電房并網柜，再調節(jié)逆變器功率至額定功率的20%(此值由用戶確定且可設)。
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
圖3 防逆流保護典型接線
3) 項目清單
現(xiàn)場安裝圖片
本項目防逆流主機和能量管理系統(tǒng)采用組屏方式安裝，防逆流從機就地安裝在并網柜上，現(xiàn)場安裝圖片如下。
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(tǒng)實時事件
6 結語
本文介紹的能量管理系統(tǒng)，可以在光伏高發(fā)時柔性調節(jié)逆變器功率，同時結合防逆流主從機也可以在大負荷切除或系統(tǒng)通信失聯(lián)時，及時保障防逆流功能準確動作，該方案提高能源利用率，有助于后續(xù)大型工商業(yè)光伏項目自發(fā)自用、余電不上網模式的實施。
