Zusammenfassung:Mit dem globalen Klimawandel und dem steigenden Energiebedarf ist saubere Energie zu einem wichtigen Bestandteil der nationalen Energiepolitik und Entwicklungsstrategien geworden. Allerdings sind die Anforderungen an die Energiequalität in den Stromsystemen hoch. Die Energiequalität ist in Spannungsqualität und Frequenzkvalität unterteilt, und Änderungen der Spannung und Frequenz des Stromsystems können schwerwiegende Konsequenzen für das Kraftwerk und die damit verbundenen Benutzer haben. Um die Sicherheit der Photovoltaik-Stromerzeugung zu gewährleisten, ist ein Schutzprogramm erforderlich, das sowohl die Sicherheit der Stromerzeugung als auch die Qualität der Stromerzeugung gewährleisten kann.
Schlüsselwörter:saubere Energie; Frequenz; Stromerzeugungssicherheit;
Solarphotovoltaik ist eine saubere Energietechnologie, die Solarenergie direkt in Strom umwandelt, mit erneuerbaren, verschmutzungsfreien und nachhaltigen Vorteilen. In den letzten Jahren, mit der weltweiten Aufmerksamkeit auf den Umweltschutz und die nachhaltige Entwicklung, wurde die solare Photovoltaik-Erzeugung immer breiter reagiert und gefördert. [1] In Stromsystemen sind hohe Anforderungen an die Qualität der Stromnergie, insbesondere an die Frequenzkvalität. In inländischen Stromsystemen beträgt die Nennfrequenz 50 Hz und die Frequenzabweichung ±0,2 Hz. Abhängig von der Kapazität des Stromsystems wird die Frequenzabweichung auf ±0,5 Hz entspannt; die Frequenzabweichung, die durch den Benutzerstoß verursacht wird, darf in der Regel ±0,2 Hz nicht überschreiten. [1] Daher ist es besonders wichtig, eine Reihe von Schutzprogrammen zu konfigurieren, die sowohl die Sicherheit der Stromerzeugung als auch die Qualität der Stromerzeugung gewährleisten können.Das Photovoltaik-Stromerzeugungsprojekt der Autobahn Daetang-Pubei (im Folgenden "dieses Projekt") ist ein Demonstrationsprojekt für verteilte Photovoltaik-Stromerzeugungsanwendungen, das auf den Aufruf des Landes zur "Optimierung der Energiestruktur und zur Bereitstellung sauberer und zuverlässiger Energie" reagiert.Dieses Projekt befindet sich im Dorfbereich Daetang-Pubei-Autobahn in der Stadt Qinzhou, Pubei-County, und nutzt den Randhang entlang der Autobahn, um verteilte Photovoltaik-Kraftwerke zu bauen. Das Projekt nutzt das "Vollnetzmodus", und nutzt den Hang entlang der Autobahn, um verteilte Photovoltaik-Kraftwerke zu bauen, die Gesamtbaugröße beträgt etwa 2,43 MWp. Das Zugangssystem für den Zugang zum Stromnetz über die ursprüngliche 10KV-Sanding-Linie Phoenix-Kopf-Kontaktabteilung 24 gehört zur Verwaltung des Chinzhou-Stromversorgungsunternehmens.Dieses Projekt verwendet hocheffiziente Photovoltaik-Komponenten mit einer Gesamtkapazität von 2,43 MW, und das Stromabrechnungsprinzip dieses Projekts lautet: Vollständiger Zugang zum Netz. Der Bau und die Inbetriebnahme des Projekts sind Ende April 2025 geplant. Dieses Projekt wurde zweimal mit der verteilten Photovoltaik-Überwachungssystemlösung Acrel-1000DP entwickelt, die die Photovoltaik-Überwachungsplattform unter dem unterstützten Betriebssystem läuft, um den lokalen Schutz und die Überwachungslösung stabiler und zuverlässiger zu machen. Durch den Bau und die Implementierung dieser verteilten Photovoltaik-Anlage wird den Nutzern saubere, erneuerbare Stromkraft zur Verfügung gestellt, die zur Verringerung der Abhängigkeit von herkömmlichen Energiequellen und zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen beiträgt.Abbildung 1 Guangxi Netzzugang Genehmigungsdatei DiagrammDieser Artikel erläutert die Argumentation des Programms für Photovoltaik-Zugangssysteme, Systemrelaisschutz und Sicherheitsautomatik, Systemkommunikation, Systemplanungsautomatisierungsprogrammforschung usw.Abbildung 2 ProjektfeldkarteDieses Projekt ist ein verteiltes Photovoltaik-Projekt auf dem Dach, die Kapazität des Projekts beträgt 2,43 MW, das Projekt verwendet eine vollständige Internetaufnahme. Neu hinzugefügt und Netzwerk-Einrichtung PV-Ausgabeschrank, Messschrank, PT-Schrank, PV-Einleitungsschrank. Das neue PV-System verfügt über ein Automatisierungssystem, das Netzwerkinformationen in Echtzeit erfasst und an das DMS-System des lokalen Steuerzentrums hochgeladen. Die Stromversorgungsspannung des Photovoltaik-Wechselrichters beträgt 800V, nachdem die Spannung auf 10kV erhöht wurde, wird der Zugang zu dem neuen 10kV-Photovoltaik-Einleitungsschrank durch ein Hochspannungskabel über einen Netzschrank in die ursprüngliche 10KV-Sandbrunnleitung integriert. Das Projekt nutzt die Photovoltaik-Überwachungsplattform Acrel-1000DP. Die Überwachungsplattform verfügt über Echtzeitbeobachtungen der gesamten Standortdaten, Unfallwarnungen und andere Funktionen.Abbildung 3 ProjektnummerDie Größe dieses Projekts beträgt etwa 2,43 MWp und nutzt freie Flächen entlang der Autobahn, um ein Photovoltaik-Stromerzeugungssystem zu bauen, wobei die Schlüsselausrüstung Photovoltaik-Komponenten, Wechselrichter, Transformatoren und andere inländische Produkte verwendet wird. Die Stromerzeugung durch verteilte Photovoltaik-Systeme erfolgt mit vollem Internetzugang. Nachdem der Gleichstrom-Umrichter des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems dieses Projekts in Wechselstrom umgewandelt wurde, wurde die Spannung vor Ort auf 10KV erhöht, der Schaltschrank gelangt zu einem Lager von 10KV durch eine Rückleitung und die Netzschrank-Mutterleitung, und der Netzschrank überträgt die Photovoltaik-Stromerzeugung zum Schalter auf der Säule. Dieses Projekt plant die vorgeschlagene Anlagenkapazität von 2,9162 MWp, Wechselstrom-Seitenkapazität von 2,43 MW, basierend auf der Lebensdauer des PV-Kraftwerks von 25 Jahren berechnet werden kann, dieses Projekt durchschnittliche jährliche Stromerzeugungskapazität von 283,81 Millionen KWh, 25 Jahre insgesamt Stromerzeugung von 70,95,31 Millionen KWh, geplante Produktionszeit 2025, wird vorgeschlagen, den "vollen Netz" Modus anzunehmen.3.1 Transformatoren und Hoch- und NiederspannungsverteilungsgeräteDieses Projekt ist mit einem Trockentransformator von 1000KVA dreiphasigem Wechselstrom, einem Trockentransformator von 800KVA dreiphasigem Wechselstrom und einem Trockentransformator von 400KVA dreiphasigem Wechselstrom ausgestattet. Nennspannung 10,5 ± 2 x 2,5% / 0,8 kV, Verkabelungsgruppe Dy11. Die Wechselfrequenz beträgt 50Hz, kann im Freien verwendet werden, und die Energieeffizienzklasse erfüllt die Anforderungen der nationalen Normen.Abbildung 4 Neue Photovoltaik3.2 Relaisschutz und SicherheitsautomatikDie wichtigsten elektrischen Geräte in diesem Photovoltaik-Kraftwerk werden durch Mikrocomputer geschützt, um die Übertragung von Informationen zu erfüllen. Der Komponentenschutz ist gemäß den technischen Vorschriften für Relaisschutz und Sicherheitsautomatik (GB14285-2006) konfiguriert.Die verteilte Stromversorgung sollte die Fähigkeit haben, die Isolationsinsel schnell zu überwachen und die Verbindung mit dem Stromnetz sofort zu trennen, und der Schutz der Isolationsinsel sollte nicht größer als 2 S sein, und der Schutz der Isolationsinsel sollte mit dem Verteilernetzseitsschluss und der Arbeitszeit der sicheren automatischen Einrichtung kombiniert werden. Installieren Sie eine Isolationsschutzeinrichtung an den Netzstellen des Photovoltaikkraftwerks, um die Erzeugung von nicht geplanten Isolationsinseln zu verhindern.2) Frequenzspannung NotregelgerätFrequenzspannungsnotregelgeräte sind die wichtigsten Sicherheitseinrichtungen für die Gewährleistung von Frequenz und Spannung in Stromsystemen. Wird hauptsächlich verwendet, um auf Notfälle zu reagieren, in denen die Frequenz oder Spannung den Sicherheitsbereich überschreitet, wenn ein System schwerwiegend stört. Gemäß den Anforderungen der Genehmigungsdokumente für die Planung des südlichen Netzes sollte das Photovoltaik-Kraftwerk eine gewisse Fähigkeit haben, abweichende Systemfrequenzen zu tolerieren, sollte es in der Lage sein, bei niedriger Spannung 48Hz in Übereinstimmung mit der Zui-niedrigen Frequenz oder den Netzanforderungen des Photovoltaik-Kraftwerks-Wechselrichters zu arbeiten, die Frequenz bei 48Hz-49,5 Hz mindestens 10 Minuten laufen kann. Bei einer Frequenz von 49,5 Hz bis 50,2 Hz ist ein kontinuierlicher Betrieb des Systems erforderlich. Die Frequenz bei 50,2 Hz-50,5 Hz erfordert, wenn die Frequenz jedes Mal höher als 50,2 Hz ist, sollte das Photovoltaik-Kraftwerk über eine Kapazität verfügen, die in der Lage ist, zwei Minuten kontinuierlich zu laufen, und gleichzeitig über die Fähigkeit verfügen, innerhalb von 0,2 Sekunden die Stromversorgung an die Netzleitung zu stoppen, die tatsächliche Betriebszeit wird von der Stromversorgungsabteilung bestimmt: Es ist zu diesem Zeitpunkt nicht erlaubt, ein Photovoltaik-Kraftwerk im Ausfallzustand zu vernetzen. Bei einer Frequenz über 50,5 Hz muss die Stromversorgung an die Netzleitung innerhalb von 0,2 Sekunden eingestellt werden und es ist nicht zulässig, dass Photovoltaikkraftwerke im Ausfallzustand mit dem Netz verbunden sind.3) Elektrische QualitätsüberwachungVerteilte Photovoltaik-Projekte haben entsprechende Anforderungen an die Stromqualität des Zugangs zum nationalen Netz. Gemäß den nationalen Normen sollte die Energiequalität von Photovoltaik-Stromerzeugungsprojekten den einschlägigen Normen wie GB / T 15543-2008 entsprechen. Diese Normen bestimmen die Parameter der elektrischen Energiequalität des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems, das an das Netz angeschlossen ist, einschließlich Spannung, Strom, Frequenz, harmonischer Gehalt usw., um den stabilen Betrieb des Photovoltaik-Stromerzeugungssystems und des Netzes sowie die Zuverlässigkeit der Energiequalität zu gewährleisten.Nach den Entwurfsanforderungen der Verteilungsabteilung des Südnetzes müssen verteilte Photovoltaikprojekte die technischen Vorschriften für den Zugang zum Südnetz (GB / T 29319-2024) erfüllen. Die Konfiguration von AGC/AVC-Einrichtungen ermöglicht die Einstellung der aktiven und inaktiven Leistung des Wechselrichters, um die Anforderungen des Designs zu erfüllen „Vier (sichtbar, messbar, steuerbar, einstellbar)“.Abbildung 5 AGC/AVC-Konfigurationsdiagramm5) SituationserkennungsgerätIn Übereinstimmung mit dem "Southern Power Network Distributed New Energy Connected Network Security Anti-Shot Program" (Anhang 1 des Generaldirektorates (2022) Nr. 7) konfigurieren verteilte neue Energieanlagen Netzsicherheitsschutzeinrichtungen und realisieren Echtzeitüberwachung und -audit von Cybersicherheitsbedrohungen, um das System für die Wahrnehmung der Cybersicherheitslage des Stromüberwachungssystems zu liefern. Konfigurierte Situationserkennungsgeräte können potenzielle Risiken rechtzeitig überwachen und bei gefährdeten Angriffen rechtzeitig warnen.Abbildung 6 SituationserkennungDieses PV-Kraftwerk verfügt über ein integriertes Automatisierungssystem, das das verteilte PV-Überwachungssystem Acrel-1000DP von Angkor Electric Co., Ltd. mit Schutz, Steuerung, Kommunikation, Messung und anderen Funktionen bietet, um das vollständige integrierte Automatisierungsmanagement von PV-Stromerzeugungssystemen und Schaltstationen zu erreichen. Zustandssignale wie Wechselrichter, Hoch- und Niederspannungsgeräte des Projekts sind an dieses Überwachungssystem angeschlossen.Das Überwachungssystem des PV-Kraftwerks besteht aus zwei Teilen: der Station-Steuerungsschicht und der Bodenschchicht, die Netzwerkstruktur ist eine offene Schichtung und verteilte Struktur.Überwachungssystem ist über Ethernet mit dem Boden verbunden, auf dem Boden nach verschiedenen Funktionen, Systemaufteilung, auf relativ unabhängige Weise in den Wechselrichterbereich oder in der Box verteilt, im Falle eines Ausfalls der Station-Steuerschicht und des Netzwerks kann der Boden immer noch unabhängig die Überwachung der elektrischen Geräte vor Ort durchführen. Das Computerüberwachungssystem ermöglicht die Datenkommunikation mit der Chinzhou Municipal Power Company über das öffentliche Netz der Fernwerkstation GPRS.Die Station-Steuerungsschicht besteht aus Servern, Bedienerstationen, Fernstationen und anderen, die mit dem Computernetzwerk verbunden sind. Die Station bietet eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle, die in der Station betrieben wird, die Verwaltungssteuerung von Bodeneinrichtungen und anderen Funktionen erreicht, bildet eine Überwachung und ein Verwaltungszentrum für die gesamte Station und verfügt über eine Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Fernsteuerungszentrum.Die Grundgeräte bestehen aus intelligenten Messgeräten, Kommunikationseinheiten für Netzwerksysteme, Datenerfassungseinheiten für Wechselrichter, multifunktionalen Stromzählern usw. Die wichtigsten elektrischen Geräte umfassen Wechselrichter, Box-Schalter und Netzschalter. Es sammelt direkt die Rohdaten von der Verarbeitung vor Ort, sendet sie über das Netzwerk an die Hauptstation der Kontrollschicht zur Überwachung und empfängt gleichzeitig die Kontrollbetriebsbefehle der Kontrollschicht, die nach der Gültigkeitsbeurteilung, der Schließprüfung, der Synchronisierungsprüfung usw. die Betriebssteuerung des Geräts durchführt.Die Kommunikationsnetzwerke zwischen der Stationssteuerung und der Bodenschicht verwenden ein drahtloses GPRS-Kommunikationsnetz.Jede PV-Stromerzeugungseinheit ist mit einer Datenerfassungseinrichtung mit drahtloser Emissionsfunktion ausgestattet, die Daten jeder Gruppe von PV-Komponenten, Umrichterparametern, Messgeräten und intelligenten Messmessgeräten erfasst, die nach der Verpackung über ein drahtloses Netzwerk an das Überwachungssystem übertragen werden.Abbildung 7 Überwachungssystem Netzwerkstruktur Diagramm SystemfunktionAcrel-1000DP verteiltes PV-Überwachungssystem Mensch-Maschine-Schnittstelle freundlich, in der Hauptschnittstelle können Sie die Standortinformationen des PV-Systems sowie die Installationsinformationen anzeigen, aber auch die Gesamtleistung, die tägliche Stromerzeugung, die kumulative Stromerzeugung intuitiv anzeigen, gleichzeitig mit der Schnittstelle der Stromerzeugungskurve und dem Histogramm der kumulativen Stromerzeugung, um den Benutzer eine intuitivere Überwachung der Stromerzeugungsinformationen zu ermöglichen.Abbildung 8 Echtzeitüberwachung der Hauptschnittstelle4.2 Überwachung der EnergiequalitätIm Diagramm zur Überwachung der Energiequalität können Sie die gesamten Wirkwerte der Stromspannung, die Spannungsschwankungen, die Gesamtverzerrung der Spannung, die positive und umgekehrte aktive Energie, die aktive und die inaktive Leistung und andere Informationen zur Energiequalität direkt ansehen. Auf der Grundlage dieser Informationen kann die Qualität der Elektrizität vor Ort überwacht werden und ein Reaktionsprogramm rechtzeitig erstellt werden.Abbildung 9 Funktionsdiagramm der Schnittstelle zur Überwachung der Energiequalität4.3. Echtzeit-BerichtsüberwachungIn der Echtzeit-Bericht-Überwachung-Schnittstelle kann der Benutzer nach Bedarf direkt das Gerät auswählen, das die Daten anzeigen möchte, kann die Betriebsparameter der einzelnen Schaltungen oder Geräte in Echtzeit abfragen, die in dem Bericht angezeigten elektrischen Parameterinformationen sollten umfassen: Phasenstrom, Dreiphasenspannung, Gesamtleistungsfaktor, Gesamtleistung, Gesamtleistung, Elektrizität, Telekommunikation usw. Die Fernmessung umfasst Echtzeitwerte (in unterschiedlichen Zuständen sollten unterschiedliche Farben unterschieden werden), Messpunktzustände (Überschreitung, Einstellung, Kommunikationsausfälle usw.), tägliche Zui-Werte und deren Auftretenzeit, tägliche Durchschnittswerte usw. Die Telekommunikationsmengen umfassen Echtzeitwerte (in unterschiedlichen Zuständen sollten unterschiedliche Farben unterschieden werden), Messpunktzustände (Einsatz, Kommunikationsausfälle usw.), die Anzahl der täglichen Bitänderungen usw. Der Bericht kann exportiert und gedruckt werden.
Abbildung 10 Diagramm der Echtzeit-Berichtsüberwachung4.4. Überwachung der historischen KurvenHistorische Kurven sind ein Werkzeug zur Visualisierung von Zeitreihendaten, das die Schlüsselparameter wie Spannung, Strom, Leistung, Frequenz und Gerätezustand im Laufe der Zeit aufzeichnet und den Betrieb des Netzes, das Gerätemanagement, die Fehlerbehebung und die Optimierung der Entscheidungsfindung unterstützt. Nach einem Ausfall des Stromsystems kann die Quelle des Ausfalls durch die historische Kurve identifiziert und der Evolutionsprozess analysiert werden. Ausfälle von elektrischen Geräten (z. B. Transformatoren, Schaltbrechern, Kabeln) haben oft eine "Inkubationszeit", und die historische Kurve kann Anomalien im Voraus erkennen und plötzliche Ausfälle vermeiden, indem sie langfristige Trendänderungen in den Betriebsparametern der Geräte aufzeichnen. Elektrische Qualitätsindikatoren (wie Spannungsabweichungen, Frequenzschwankungen, harmonische Verzerrungsraten) beeinflussen direkt die Lebensdauer und die Stabilität des Stromnetzes, und die historische Kurve ist die Kerngrundlage für die Identifizierung der Verschmutzungsquelle und die Bewertung der Governmentwirkung. Leitungsverluste (Verluste bei der Übertragung von Strom), Stromlaufverluste usw. sind eng mit der Betriebsart verbunden, und die historische Kurve kann dazu beitragen, das Energieeinsparungspotenzial zu nutzen und die Betriebskosten zu senken.
Abbildung 11 Echtzeit-KurvenüberwachungsdiagrammUnter dem Hintergrund der Kohlenstoffneutralität sind Photovoltaik und neue Energiefahrzeuge untrennbar, die allgemeine Idee ist die Photovoltaik-Stromerzeugung, der Stromverbrauch von neuen Energiefahrzeugen und der Aufbau einer reichen und vollständigen Industriekette, die sowohl den Kohlenstoffverbrauch senkt als auch den Entwicklungsweg der neuen Energieindustrie erweitert, die kontinuierlich das Wirtschaftswachstum stärkt. [3] Gleichzeitig ist ein System erforderlich, das die Stromsicherheit gewährleistet. Unser Unternehmen bietet eine Lösung für die Stromüberwachung, die den Nutzern und dem Stromnetz hilft, verteilte Photovoltaik in hohem Maße und ordnungsgemäß zu vernetzen, die einheitliche Kontrolle der verteilten Photovoltaik zu verbessern, den koordinierten Betrieb der verteilten Photovoltaik und des großen Stromnetzes zu fördern und ein neues verteiltes neues Energie-Scheduling-Management-System für Datentransparenz, einfache Regulierung und Energieinteraktion aufzubauen.[1] Weiß. Analyse der aktuellen Situation und zukünftigen Entwicklungstrends der Photovoltaik-Erzeugung [J] Herkunftsort, 2019(03):154.[2] Klein. Anwendung von Frequenzspannungsnotregelgeräten in Substanzen [J].Praktische Technik, 2012, 21 (08): 25-27[3] Scholen. Moderne verteilte Photovoltaik Entwicklung Trends Studie in China [J].Energie Strom, 2023, (24): 28-32.
