隨著各地電網對調峰管控力度不斷加大，工商業(yè)光伏的主流運行模式已轉向“自發(fā)自用、余電不上網”。但在實際運營中，不少工廠光伏電站頻繁遇到逆流報警問題，帶來了并網合規(guī)方面的隱患。在此背景下，光伏防逆流裝置的應用及智能優(yōu)化設計，成為行業(yè)關注的。本文通過AM5SE-PV系列主從機防逆流保護裝置、Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統分別對北京燕京啤酒廠二期項目實現剛性和柔性調節(jié)。

關鍵詞：防逆流；主從機防逆流保護；Acrel-1000DP；剛性調節(jié)；柔性調節(jié)

北京燕京啤酒廠一期、二期分布式光伏項目，位于北京市，裝機總容量為16.099MW，采用自發(fā)自用、余電不上網模式。

北京燕京啤酒廠分布式光伏項目共分兩期建設，采用兩路110kV進線，經過兩臺110/10kV變壓器降壓至10kV開閉所，一期在紙箱廠、中發(fā)生物等5個配電室共設置9個0.4kV并網點；二期裝機容量為10MW，在運輸科配電室、瓶裝1線配電室等9個配電室共設置25個0.4kV并網點。針對接入的光伏，該項目要求自發(fā)自用、余電不上網，二期逆流檢測點設置在110kV兩路進線處，根據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)電系統輸出功率以達到限制上網功率的控制策略方案。

一期：

測量每個10kV配電房進線處功率，當功率過低時，（具體數值根據供電部門定值確定），通過光伏監(jiān)控系統在無人值守狀態(tài)下實時動態(tài)調整一期每個10kV配電房對應逆變器輸出功率來實現光伏電站持續(xù)運行，同時也要確保輸出功率光伏監(jiān)控系統安全、可靠運行。在輸出功率光伏監(jiān)控系統動態(tài)調整失效時能夠自動切斷部分光伏發(fā)電回路保障10kV線路供電正常，并能自動恢復光伏監(jiān)控系統正常運行、自動切斷部分逆變器恢復運行。

二期：

測量110kV兩路進線處功率，當功率過低時，（具體數值根據供電部門定值確定），通過Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統在無人值守狀態(tài)下實時動態(tài)調整二期逆變器輸出功率來實現光伏電站持續(xù)運行，同時也要確保輸出功率光伏監(jiān)控系統安全、可靠運行。在輸出功率光伏監(jiān)控系統動態(tài)調整失效時，通過AM5SE-PV系列主從機防逆流保護裝置能夠自動切斷部分光伏發(fā)電回路保障110kV線路供電正常，并能自動恢復光伏監(jiān)控系統正常運行、自動切斷部分逆變器恢復運行。

一期：通過在每個10kV配電房進線處加裝一只防逆流儀表，監(jiān)測市電進線功率，當出現低功率時，通過平臺分析，將需要下調的功率值，分別下發(fā)至逆變器，進行有功實際調節(jié)或者有功比例調節(jié)，實現發(fā)電功率的降低。

圖本項目一期一次系統圖，防逆流檢測點設置在每個10kV配電房進線處共有5個監(jiān)測點，在每個監(jiān)測點分別配置一只防逆流儀表ADW300/C采集進線功率，并配置網關用于采集儀表數據給Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統，在9個并網點處分別配置一只ADW300W/KC儀表用于分合對應并網柜且需采集并網柜位置信號（分位或合位），每個配電室分別配置一只4G網關用于遙控儀表分合。

針對1#采樣點：

當Ppcc1≤P1-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)6#并網柜逆變器功率（P1-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）

當Ppcc1≤P1-2，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統通過4G網關下發(fā)指令遙控6#并網柜儀表ADW300W/KC逐步跳開并網柜；

針對2#采樣點：

當Ppcc2≤P2-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)7#并網柜逆變器功率（P2-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）

當Ppcc2≤P2-2，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統通過4G網關下發(fā)指令遙控7#并網柜儀表ADW300W/KC跳開并網柜；

針對3#采樣點：

當Ppcc3≤P3-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)8#、9#并網柜逆變器功率（P3-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）

當Ppcc3≤P3-2，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統通過4G網關下發(fā)指令遙控8#-9#并網柜儀表ADW300W/KC逐步跳開并網柜；

針對4#采樣點：

當Ppcc4≤P4-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)1#、3#、5#并網柜逆變器功率（P4-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）

當Ppcc4≤P4-2，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統通過4G網關下發(fā)指令遙控1#、3#、5#并網柜儀表ADW300W/KC逐步跳開并網柜；

針對5#采樣點：

當Ppcc5≤P5-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)2#、4#并網柜逆變器功率（P5-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）

當Ppcc5≤P5-2，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統通過4G網關下發(fā)指令遙控2#、4#并網柜儀表ADW300W/KC逐步跳開并網柜。

二期：

本項目根據用戶需求采用AM5SE-PV系列主從機防逆流保護，通過光纖直跳方案實現防逆流剛性跳閘，通過Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)逆變器輸出功率，詳細方案如下。

圖為本項目二期一次系統圖，在兩路110kV進線111和112處，分別配置2臺AM5SE-PVM防逆流主機采集市電進線電流、電壓，計算功率Ppcc，同時通過網關把數據傳給分布式光伏監(jiān)控系統，在運輸科配電室、瓶裝1線配電室等9個配電室分別配置一臺AM5SE-PVS2防逆流從機用于分合對應并網柜。防逆流主機和防逆流從機之間通過單模光纖連接。鑒于該項目110kV為單母線分段系統，且不同時期運行方式不同，145/245母聯分合時所帶負載不同，設置的定值也應該不同，所以需要通過其中111處1#AM5SE-PVM采集111進線合位、145母聯開關合位，2#AM5SE-PVM采集245母聯開關分位，112處3#AM5SE-PVM采集112進線合位，柔性在執(zhí)行策略前需判斷111、112、145、245狀態(tài)切換執(zhí)行策略以及定值區(qū)（下級分配電房母聯位置不用考慮，已和客戶確認按母聯分位執(zhí)行）。

當111=1,112=1,145=0，245=0（245因為取得是常閉點，所以需在裝置里設置該開入取反，對判斷比較一致）時，

Ppcc1控制策略如下：

(1) 當Pcc1≤P1-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)瓶裝2線、瓶裝1線、瓶裝5線、瓶裝4線、新污水、科技大廈配電室逆變器功率（P1-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）；

(2) 當Ppcc1≤P1-2，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝2線箱變防逆流從機2#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：2-1、2-2；

(3) 當Ppcc1≤P1-3，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝1線配電室防逆流從機3#AM5SE-PVS2，從機跳開1個并網柜：3-1；

(4) 當Ppcc1≤P1-4，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝5線配電室防逆流從機4#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：4-1、4-2；

(5) 當Ppcc1≤P1-5，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給新污水配電室防逆流從機5#AM5SE-PVS2，從機同時跳開4個并網柜：5-1、5-2、5-3、5-4；

(6) 當Ppcc1≤P1-6，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給科技大廈配電室防逆流從機6#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：6-1、6-2；

(7) 當Ppcc1≤P1-7，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝4線配電室防逆流從機7#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：7-1、7-2；

(8) 若產生逆流，即當|Ppcc1|≥P1-8，且功率因數PF＜0時，由1#AM5SE-PVM、2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給2#-7#AM5SE-PVS2，所有從機同時跳開所有并網柜（此處P1-9為市電側產生逆流的定值）。

(9) 合閘由現場人員手動完成，當現場人員手動合上斷路器后，再由系統調節(jié)逆變器功率此值由用戶確定且可設）。

Ppcc2控制策略如下：

(1) 當Ppcc2≤P1-11，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)運輸科、瓶裝3線、礦泉水配電室逆變器功率（P1-11為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）；

(2) 當Ppcc2≤P1-12，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給礦泉水配電室防逆流從機9#AM5SE-PVS2，從機同時跳開3個并網柜：9-1、9-2、9-3；

(3) 當Ppcc2≤P1-13，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝3線配電室防逆流從機8#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：8-1、8-2；

當Ppcc2≤P1-14，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給運輸

(4)科配電室防逆流從機1#AM5SE-PVS2，從機同時跳開7個并網柜：1-1至1-7；

(5)若產生逆流，即當|Ppcc2|≥P1-15，且功率因數PF＜0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給8#-9#、1#AM5SE-PVS2，所有從機同時跳開所有并網柜（此處P1-14為市電側產生逆流的定值）。

(6)合閘由現場人員手動完成，當現場人員手動合上斷路器后，再由系統調節(jié)逆變器功率（此值由用戶確定且可設）。

當111=1,112=0,145=1,245=0或111=1,112=0，145=0,245=1時，Ppcc2功率恒為0，不參與判斷。（由于本項目存在合環(huán)的情況，所以當111=112=145=1時，Ppcc1仍按下述策略執(zhí)行）

Ppcc1控制策略如下：

(1)當Ppcc1≤P2-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)9個配電室所有逆變器功率（P2-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）；

(2)當Ppcc1≤P2-2，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝2線箱變防逆流從機2#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：2-1、2-2；

(3)當Ppcc1≤P2-3，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝1線配電室防逆流從機3#AM5SE-PVS2，從機跳開1個并網柜：3-1；

(4)當Ppcc1≤P2-4，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝5線配電室防逆流從機4#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：4-1、4-2；

(5)當Ppcc1≤P2-5，且功率因數PF＞0時，由1#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給新污水配電室防逆流從機5#AM5SE-PVS2，從機同時跳開4個并網柜：5-1、5-2、5-3、5-4；

(6)當Ppcc1≤P2-6，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給科技大廈配電室防逆流從機6#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：6-1、6-2；

(7)當Ppcc1≤P2-7，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝4線配電室防逆流從機7#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：7-1、7-2；

(8)當Ppcc1≤P2-8，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給運輸科配電室防逆流從機1#AM5SE-PVS2，從機同時跳開7個并網柜：1-1至1-7；

(9)當Ppcc1≤P2-9，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝3線配電室防逆流從機8#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：8-1、8-2；

(10)當Ppcc1≤P2-10，且功率因數PF＞0時，由2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給礦泉水配電室防逆流從機9#AM5SE-PVS2，從機同時跳開3個并網柜：9-1、9-2、9-3；

(11)若產生逆流，即當|Ppcc1|≥P2-11，且功率因數PF＜0時，由1#AM5SE-PVM、2#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給1#-9#AM5SE-PVS2，所有從機同時跳開所有并網柜（此處P2-11為市電側產生逆流的定值）。

(12)合閘由現場人員手動完成，當現場人員手動合上斷路器后，再由系統調節(jié)逆變器功率（此值由用戶確定且可設）。

當111=0,112=1,145=1,245=0或111=0,112=1,145=0，245=1時，Ppcc1功率恒為0，不參與判斷。（由于本項目存在合環(huán)的情況，所以當111=112=145=1時，Ppcc2仍按下述策略執(zhí)行）

Ppcc2控制策略如下：

(1)當Ppcc2≤P3-1，且功率因數PF＞0時，由Acrel-1000DP光伏監(jiān)控系統柔性調節(jié)9個配電室所有逆變器功率（P3-1為市電進線低功率時，系統調節(jié)逆變器功率定值）；

當Ppcc2≤P3-2，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給礦泉水

(2)配電室防逆流從機9#AM5SE-PVS2，從機同時跳開3個并網柜：9-1、9-2、19-3；

(3)當Ppcc2≤P3-3，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝3線配電室防逆流從機8#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：8-1、8-2；

(4)當Ppcc2≤P3-4，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給運輸科配電室防逆流從機1#AM5SE-PVS2，從機同時跳開7個并網柜：1-1至1-7；

(5)當Ppcc2≤P3-5，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝2線箱變防逆流從機2#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：2-1、2-2；

(6)當Ppcc2≤P3-6，且功率因數PF＞0時，由3#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝1線配電室防逆流從機3#AM5SE-PVS2，從機跳開1個并網柜：3-1；

(7)當Ppcc2≤P3-7，且功率因數PF＞0時，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝5線配電室防逆流從機4#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：4-1、4-2；

(8)當Ppcc2≤P3-8，且功率因數PF＞0時，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給新污水配電室防逆流從機5#AM5SE-PVS2，從機同時跳開4個并網柜：5-1、5-2、5-3、5-4；

(9)當Ppcc2≤P3-9，且功率因數PF＞0時，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給科技大廈配電室防逆流從機6#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：6-1、6-2；

(10)當Ppcc2≤P3-10，且功率因數PF＞0時，由4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給瓶裝4線配電室防逆流從機7#AM5SE-PVS2，從機同時跳開2個并網柜：7-1、7-2；

(11)若產生逆流，即當|Ppcc2|≥P3-11，且功率因數PF＜0時，由3#AM5SE-PVM、4#AM5SE-PVM通過光纖發(fā)命令給1#-9#AM5SE-PVS2，所有從機同時跳開所有并網柜（此處P3-11為市電側產生逆流的定值）。

(12)合閘由現場人員手動完成，當現場人員手動合上斷路器后，再由系統調節(jié)逆變器功率（此值由用戶確定且可設）

4.1方案拓撲圖

如圖所示瓶裝5#配電室、瓶裝4#配電室、瓶裝3#配電室、瓶裝2#配電室、瓶裝1#配電室、新污水配電室、科技大廈配電室、礦泉水配電室、運輸科配電室通過485采集各并網柜下的逆變器。各配電室的光纖收發(fā)器，通過光纖鏈路將數據匯聚至110kV配電室的光纖收發(fā)器。光纖收發(fā)器在通過交換機由網線給到系統采集數據做柔性調節(jié)。

4.2防逆流剛性保護

產品圖片

AM5SE-PVM主機通過光纖與AM5SE-PVS2從機建立遠程開入/開出通信。主機利用自身的遠程開出功能，向從機的遠程開入發(fā)送逆功率跳閘、低功率跳閘、逆功率恢復合閘及低功率恢復合閘等指令，從機接收后控制相應的并網柜進行分合閘操作。反之，從機也通過光纖將其遠程開出信號發(fā)送至主機的遠程開入，用于上傳各并網柜的開關狀態(tài)，使主機能夠實現對多段線路的低功率跳閘功能。

4.3防逆流柔性調節(jié)

系統界面

如圖所示在策略配置界面可以查看逆流監(jiān)測點相應的斷路器狀態(tài)、防逆流裝置定值區(qū)。本項目需要根據監(jiān)測點相應的斷路器狀態(tài)去切換防逆流裝置的定值區(qū)，柔性調節(jié)策略開關開啟時，策略運行，開關關閉時，策略停止。客戶可以根據現場負載變化實時修改人機界面低功率調節(jié)和恢復閾值。當柔性調節(jié)動作時，可以實時在策略配置界面觀測每臺逆變器的出力情況。通過在光伏首頁可實時監(jiān)測所有逆變器總發(fā)電功率，以及當天總的發(fā)電量和光伏累計發(fā)電量。

4.4項目清單

本項目防逆流主機、監(jiān)控系統在主站采用的是屏柜安裝，從機在并網點處采用的是壁掛箱安裝，現場安裝圖片如下所示

本文通過燕京啤酒廠二期項目，介紹了在光伏高發(fā)時可以通過柔性調節(jié)，監(jiān)控系統動態(tài)調節(jié)逆變器的發(fā)電功率，當進線功率低于閾值時，系統發(fā)送指令降低逆變器的發(fā)電功率，當進線功率恢復時系統恢復逆變器的發(fā)電功率。當現場出現大負荷突變或系統通訊失效時，此時可以通過剛性跳閘，通過防逆流主機采集電流、電壓信號。當進線低功率時，通過光纖發(fā)送命令給從機，分階段跳開光伏并網柜。從而避免逆流產生的。本項目采用柔性調控和剛性兜底的運行策略，在嚴格杜絕電量逆流的前提下，挖掘光伏發(fā)電潛力，實現電能高效利用。