替代Acrel1000-DP太阳能光伏发电系统电能管控方案

替代Acrel1000-DP太阳能光伏发电系统电能管控方案

一、电能管控系统说明

太阳能光伏发电系统，以发电安全、运行稳定、数据可靠为设计原则，依托 Acrel1000-DP 分布式光伏监控系统同类智能化数据采集、故障诊断、远程管控技术，针对建筑分布式光伏场景研发完整光伏监测管控方案。

太阳能光伏发电系统由太阳能电池组件、汇电箱、控制器及监控系统、蓄电池、并网型逆变器、双向电能计量装置等核心单元组成。系统可实时采集光伏阵列发电数据、直流侧参数、逆变器运行状态、交直流负载用电数据以及并网点电能信息，依托分布式光伏监控平台完成光伏电站全链路状态监测、异常告警、故障诊断，保障光伏组件、逆变器、并网设备稳定运行，保障发电系统供电可靠性。整套光伏监测设备接入后台管控平台，实现设备远程监测、参数调控，发电数据实时上传、存储、分析、处理，完成光伏电站精细化运维与科学调度决策。系统工作站可设置于建筑运维管理中心。

二、电能设计规范依据

《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019

《公共建筑节能设计标准》GB50189-2019

《建筑电气工程电磁兼容技术规范》GB51204-2016

《供电电压偏差》GB/T12325-2006

《电压波动和闪变》GB/T12326-2008

《电力系统频率偏差》GB/T15945-2008

《电能质量监测装置运行规程》DL/T1228-2013

《电能质量监测装置技术规范》DL/T1227-2013

《电压暂降与短时中断》GB/T30137-2013

《暂时过电压和瞬态过电压》GB/T18481-2001

《电能质量监测设备通用要求》GB/T19862-2016

《工业现场总线》IEC61158-2

《光伏发电站设计规范》GB50797-2012

《分布式光伏发电系统技术要求》GB/T37409-2019

《绿色建筑评价标准》GB/T50378-2019

三、光伏管控系统架构

系统架构分为四层：现场设备层、平台层、应用层和 3D 可视化展示层。

1.设备层：其功能是通过传感采集设备采集光伏系统各类数据，完成信号传输。主要包含太阳能电池阵列、汇电箱、控制器、蓄电池、并网逆变器、双向电能计量装置等现场硬件。现场设备实时采集光伏直流发电参数、蓄电池充放电数据、逆变器交流输出参数、电网并网点电能数据，就地完成基础故障判别，将采集数据实时上传至上层平台，同时完成交直流负载的供电输送。

2.平台层：其功能对上传数据进行存储、计算、处理和分析，依托平台实现光伏设备的实时控制、管理和科学调度，可作为 Acrel1000-DP 分布式光伏监控系统替代型数据底座。主要由光伏 IOT 数据平台、数字孪生平台组成，承接前端采集数据，完成发电量统计、能效分析、故障数据归档。

3.应用层：其功能是基于平台层的数据库，为运维人员提供光伏专项监控服务，实现光伏电站设备的实时监测、远程控制及智能化运维管理。主要由光伏实时监测模块、蓄电池监测模块、逆变器状态监测模块、发电量统计模块、态势感知模块、分级预警模块、智能保护模块、用户分级管理模块、标准接口模块、第三方平台数据融合对接模块组成。应用层可实现与楼宇 IBMS、能耗管理系统对接，适配各类建筑智能化项目。

4.3D 可视化展示层：其功能是基于虚拟现实技术搭建全三维智慧操作界面，采用 3D 可视化形式展示建筑内太阳能光伏发电系统组件、逆变器、配电柜等设备位置与运行信息。运维人员可便捷完成光伏电站监视、控制与管理，解决传统光伏监控系统信息展示单一、故障点位定位模糊、数据反馈滞后、突发并网异常调控能力弱等问题，直观呈现光伏电站运行数据与设备状态。

四、电能治理配套系统

整套太阳能光伏发电监控设备支持以太网、光纤通讯，也可复用建筑现有局域网，搭载 5G 无线模块完成数据传输，实现光伏电站集中管理；可通过宽带网络连接远程监控诊断中心，实现远程在线监测、参数调试与故障诊断，可替代 Acrel1000-DP 分布式光伏监控系统实现同等远程运维能力。

系统硬件可靠性高，后期运维成本低，能够有效提升建筑光伏自发自用的节能效果，延长光伏逆变器、线缆、配套配电设备的使用寿命。

1.直流侧监测治理模块：监测光伏阵列电压波动、直流谐波，对直流侧过压、过流故障进行预警保护，保障太阳能电池阵列安全稳定发电。

2.并网电能质量治理模块：监测并网点电压暂降、谐波、零线电流，具备谐波电流、无功功率、系统电流突变的抑制功能，保障光伏并网电能质量，满足电网并网验收要求。

3.光伏监控管理主机：实现光伏阵列过流保护、蓄电池过充过放保护、并网异常保护；实时展示全套系统电量参数，包含交直流电压、电流、频率、功率因数、谐波含量、时域波形、频域波形，同时记录设备运行状态、历史告警事件、设备在线状态、保护动作时间、故障类型等信息。

4.能效统计功能：自动统计光伏实时发电量、累计发电量、自发自用、余电上网电量，测算光伏系统节电效益，降低配电线路损耗，减少电流集肤效应带来的电能损耗。

五、电能优化项目案例

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