学校建筑屋顶分布式光伏发电项目电能计量设计方案.doc

学校建筑屋顶分布式光伏发电项目电能计量设计方案 遵循相关标准、规程要求：电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5137电能计量装置技术管理规程DL/T52020.5s和0.55级静止式交流有功电度表 GB/T17883多功能电能表 DL/T614多功能电能表通信协议 DL/T645 光伏电站接入电网前，应明确上网电量和用电量计量点，计量点原则上设置在电站与电网设施的产权分界处或合同协议中规定的贸易结算点；光伏发电站自用电取自外网时，应在高压引入线高压侧设置计量点。每个计量点均应装设电能计量装置。电能计量装置应符合电能计量装置技术管理规程DL/T5202，电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T 5137的规定。本光伏发电系统，电能表采用静止式多功能表，电能表具备双向有功和四象限无功计量功能、事件记录功能，配有标准通信接口，具备本地通信和通过电能信息采集终端远程通信的功能，采集信息接入电网调度机构的电能信息采集系统。电站的同一计量点安装同型号、同规格、准确度相同的主、副电能表各一套。主、副表有明确标志。推动光伏发电常常需要政府激励政策支持，以及伴随公众环保意识和适用的市场机制模式等。各地政府如德国、西班牙、日本及中国等国家都纷纷推出补助政策以推动太阳能光伏的发展，例如采用电费双向计量方法，供电公司会以较高的电价收购用户以太阳能光伏系统所产生的电量，并与用户从供电公司消耗的电量作比较，最后将两者费用相减就是用户所需缴付的电费，有关的原理图可见(图4-15)。2011年7月，我国已正式出台太阳能光伏发电上网电价政策（发改价格20111594号），除西藏执行每千瓦时1.15元的上网电价外，其余省（区、市）上网电价均按每千瓦时1元执行。今后，国家发改委将根据投资成本变化、技术进步情况等因素适时调整。1太阳能电池组件 2保护装置 3太阳能能电池组件直流侧4并网逆变器 5电度表（两个电度表之差为需要缴纳的电费） 光伏发电计量系统配置 可逆流低压并网发电系统计量示意图1.1 数据采集与监控装置一、数据采集器性能介绍数据采集器使用光伏专业采集模块，可与光伏并网逆变器和光伏阵列防雷汇流箱进行通讯，获取多台并网逆变器和光伏阵列防雷汇流箱（最多30台）的运行参数和工作状态，并可将相关设备信息通过RS485或Ethernet（以太网）上传到后台监控系统。可以实现远程监控、分析、采集实时数据，其特点如下： 能够即时检测运行故障 记录电站的发电量 可使用第三方软件进行数据诊断和系统配置 设定周期可以自动上传数据 安装方便，体积小，运行稳定 储存、通讯方式多样化，可通过485 数据线、以太网传输和记忆卡存储。数据采集器本设备采用标准的数据通讯接口，遵循modbus协议，包括RS485/232标准串、USB、网络通讯等多种方式。数据采集器需外接供电电源AC220V，50Hz。数据采集器的应用示意图如下：二、环境监测仪性能介绍环境监测仪如下图所示，在户外安装，该装置由风速传感器、风向传感器、日照辐射表、测温探头、控制盒及支架组成，适用于气象、军事、船空、海港、环保、工业、农业、交通等部门测量水平风参量及太阳辐射能量的测量。可监测环境温度、风速、风向和辐射强度等数据，并配有RS485通讯接口，可接入并网监控装置的监测系统，实时监测环境数据。环境环境监测仪三、监控显示装置本工程的光伏并网发电系统采用高性能工业控制PC机作为系统的监控主机，配置光伏并网系统专用网络版监测软件，采用RS485或Ethernet(以太网)远程通讯方式，可以连续每天24小时对所有的并网逆变器运行状态和数据进行监测。（一）电站直流侧的监测要求直流侧测量在直流配电柜中实现，测量参数如下： 各汇流箱的电压 各汇流箱的电流 直流配电柜输出电压 直流配电柜输出电流， 故障判定：1）任一汇流箱的电压超过配电柜输出电压的±10%； 2）任一汇流箱的电流超过平均电流的±10%。 需要计算的数据：1）各汇流箱直流功率（kW）；2）各直流配电柜的输出功率（kW）； 3）电站总直流功率（kW）。 需要存储的数据：1）每半小时电站直流总功率（kW）； 2）故障记录（kW）。（二）逆变器的监测要求 逆变器的直流输入电参数在直流配电柜内测量； 逆变器的交流输出电参数在交流配电柜内测量。（三）交流输出的监测要求交流电参数在交流配电柜中测量： 各台逆变器的相电流，单相电流 交流输出总相电流，单相电流 交流输出相电压，单相电压 输出频率测量 输出谐波测量，范围：奇次谐波：333 次，偶次谐波：232 次； 直流分量测量； 输出功率因数测量 故障判定：1）任一相电压超出逆变器额定输出交流电压的±10%； 2）各台逆变器任一相电流超出平均相电流的±10%； 3）任一相频率超出额定频率的±1Hz； 4）各台逆变器任一相电流谐波畸变超出5%； 5）功率因数小于0.9； 6）各台逆变器任一相直流电流分量超过1A； 7）发生逆流； 8）任何一台逆变器该输出时无输出； 9）电网失电。 需要计算的数据：1）各逆变器的输出功率（kW）； 2）电站输出交流总功率（kW）； 3）各逆变器的当日输出电量（kWh）； 4）各逆变器的各月输出电量（kWh）； 5）各逆变器的年输出电量（kWh）； 6）各逆变器的累计输出电量（kWh）； 7）电站总的当日输出电量（kWh）； 8）电站总的各月输出电量（kWh）； 9）电站总的年输出电量（kWh）； 10）电站总的累计输出电量（kWh）； 11）累计节约能源（吨标煤Tce） 12）累计温室气体减排（吨二氧化碳） 需要存储的数据：1）每半小时各逆变器交流输出功率（kW）； 2）每半小时电站交流总功率（kW）； 3）每日最大功率输出（kW）; 4）各月最大功率输出（kW）； 5）年最大功率输出（kW）； 6）计算出的所有电量数据（kWh）； 4）累计节约能源（吨标煤Tce） 5）累计温室气体减排（吨二氧化碳）6）故障记录（kW）。（四）气象环境数据的监测要求 水平面总辐射强度（kW/m2）； 方阵面总辐射强度（kW/m2）； 环境温度（ºC） 风速、风向 雨量（可选） 需要计算的数据：1）水平面日总辐射量（kWh/m2）； 2）水平面月总辐射量（kWh/m2）； 3）水平面年总辐射量（kWh/m2）； 4）方阵面日总辐射量（kWh/m2）； 5）方阵面月总辐射量（kWh/m2）； 6）方阵面月总辐射量（kWh/m2）； 7）每日平均环境温度（ºC）； 8）各月平均环境温度（ºC）； 9）每日平均风速（m/s）； 10）各月平均风速（m/s）； 11）全年降水总量（mm）； 需要存储的数据：1）每半小时水平面总辐射强度（kW/m2）； 2）每半小时方阵面总辐射强度（kW/m2）； 3）所有辐射量的计算值（kWh/m2）； 4）各月环境最高温度、最低温度和平均温度（ºC）； 5）全年环境最高温度、最低温度和平均温度（ºC）； 6）各月最大风速和平均风速（m/s）； 7）全年最大风速和平均风速（m/s）； 8） 故障记录（kW）。（五） 监测数据的显示和传输要求 现场数据采集、存储1) 上述所有测量数据每5 分钟采集一次；2) 上述需要计算的数据每5 分钟计算一次；3) 上述需要存储的数据每5 分钟存储一次。 现场公开层面的数据显示对各种开放的显示数据在室外一般以LED 大屏幕进行显示，在室内也可以采用大屏幕液晶屏显示，显示的内容是一般大众所关心的：1) 日期、时间；2) 当时方阵倾斜面上的辐射强度（kW/m2）；3) 环境温度（ºC）；4) 光伏电站当时的发电功率（kW）；5) 当日的发电量（kWh）；6) 累计发电量（kWh）；7) 累计节能（吨标煤）；8) 累计温室气体减排（吨二氧化碳）；9) 风速/风向、项目描述等可选。（六）现场技术层面的数据显示在控制室内的计算机上显示：1) 运行状态显示：水平面辐射强度显示；方阵面辐射强度显示；环境温度显示；风速/风向显示；各汇流箱的直流电压、电流、功率显示；各逆变器输入（即直流配电柜的输出）直流电压、电流和功率显示；各逆变器的输出电压、电流、功率显示；电站总的输出电压、电流、功率显示；日/月/年/累计发电量显示；累计节能/减排参数显示；电能质量显示（可选）。要求图形化/形象化显示；2) 历史数据显示：可追溯到电站开始发电的每一天的数据，包括每日辐射曲线，每日功率曲线，每日发电量，每日极端气象数据，每日极端电参数数据。辐射和功率曲线以表格和图形2 中国方式显示。其它以表格形式显示；3) 故障记录：故障时间、故障类型、故障原因、处理结果。以表格形式显示。 远程数据传输和远端显示1) 要求可以通过门户网站登录方式进入电站界面；2) 要求可以显示所有现场计算机可以显示的内容。发电侧并网的光伏电站的监测要求发电侧并网的大型电站与分布式电站的不同之处： 不需要逆流检测和防逆流控制； 直流侧测量路数增多，如2MW 的电站，如果选用250kW 逆变器，则直流配电柜的数量增加到4 台； 太阳电池方阵绝缘性能监测（测量泄露电流，不得超过300mA）； 防雷接地电阻的监测，一般不得大于10 欧姆； 电站安装视频摄像，图像的传输； 占地面积大大增加（500KW 占地约0.8 万平方米，即12.1 亩），需要1套气象监测，安装在电站不同位置； 电力公司对于电站监测数据的要求。监控显示界面如下： 主画面 逆变器监测画面 发电量电监测画面供配电监测画面