Resumen:Con el cambio climático mundial y la creciente demanda de energía, la energía limpia y se ha convertido en una parte importante de las políticas energéticas y las estrategias de desarrollo de los países. Sin embargo, en el sistema eléctrico, los requisitos para la calidad de la energía son muy altos. La calidad de la energía se divide en calidad de voltaje y calidad de frecuencia, y los cambios de voltaje y frecuencia en el sistema eléctrico pueden tener graves consecuencias para la central eléctrica y los usuarios relacionados. Para garantizar la seguridad de la generación de energía fotovoltaica, es necesario adoptar un conjunto de programas de protección que puedan garantizar tanto la seguridad de la generación de energía como la calidad de la generación de energía.
Palabras clave:Energía limpia; Frecuencia; Seguridad de la generación de energía;
La energía solar fotovoltaica es una tecnología de energía limpia que utiliza la energía solar para convertirla directamente en energía eléctrica, con ventajas renovables, no contaminantes y sostenibles. En los últimos años, con la atención mundial a la protección del medio ambiente y el desarrollo sostenible, la generación de energía solar fotovoltaica ha recibido una respuesta y promoción cada vez más amplias. [1] en el sistema eléctrico, los requisitos de calidad de la energía eléctrica son muy altos, especialmente la calidad de la frecuencia. En el sistema eléctrico nacional la frecuencia nominal es de 50 Hz y la desviación de frecuencia es de ± 0,2 hz. dependiendo de la capacidad del sistema eléctrico, la desviación de frecuencia se relaja a ± 0,5 hz; la desviación de frecuencia causada por el impacto del usuario generalmente no debe exceder de ± 0,2 hz. [2] por lo tanto, es particularmente importante configurar un conjunto de planes de protección que garanticen tanto la seguridad como la calidad de la generación.El proyecto de generación de energía fotovoltaica de la autopista Datang - pubei (en adelante, "este proyecto") es un proyecto de demostración de aplicaciones de generación de energía fotovoltaica distribuida invertido y construido en respuesta al llamado nacional de "optimizar la estructura energética y proporcionar energía más limpia y confiable".Este proyecto se encuentra en la Sección de la aldea de dadaopo, Condado de pubei, autopista Datang - pubei, ciudad de qinzhou. el proyecto utiliza laderas a lo largo de la autopista para construir centrales fotovoltaicas distribuidas. el proyecto adopta el modo de "acceso completo a internet" y utiliza laderas a lo largo de la autopista para construir proyectos de generación fotovoltaica distribuida. la escala total de construcción es de aproximadamente 2,43 mwp. El sistema de acceso a la red eléctrica a través de la rama 24 de fenghuangtou de la línea original de pozo de arena de 10 kV pertenece al ámbito de gestión de la compañía de suministro de energía de qinzhou.Este proyecto adopta módulos fotovoltaicos de alta eficiencia, con una capacidad total de 2,43 mw, y el principio de liquidación de energía de este proyecto es: acceso completo a Internet. El proyecto está previsto que se complete y ponga en funcionamiento a finales de abril de 2025. El segundo diseño de este proyecto selecciona la solución del sistema de monitoreo fotovoltaico distribuido ankery acrel - 1000dp, y la Plataforma de monitoreo fotovoltaico funciona bajo el sistema operativo de apoyo, lo que hace que el plan de protección y monitoreo local sea más estable y confiable. A través de la inversión, construcción e implementación de esta fotovoltaica distribuida, se proporciona a los usuarios energía eléctrica limpia y renovable, lo que ayuda a reducir la Dependencia de la energía tradicional y reducir las emisiones de carbono.Figura 1 mapa de documentos de aprobación de acceso a la red eléctrica de GuangxiEste artículo presenta la demostración del plan del sistema de acceso a la central fotovoltaica, la protección de relés del sistema y los dispositivos automáticos de seguridad, la comunicación del sistema y la investigación del plan de automatización de despacho del sistema.Figura 2 Mapa del sitio del proyectoEste proyecto es un proyecto fotovoltaico distribuido en techo, con una capacidad de 2,43 MW en esta fase del proyecto, que adopta el método de consumo de acceso completo a Internet. Se agregan y establecen gabinetes de salida fotovoltaica, gabinetes de medición, gabinetes PT y gabinetes de entrada fotovoltaica en los puntos de venta. El nuevo sistema fotovoltaico está equipado con un sistema de automatización para recopilar información conectada a la red en tiempo real y cargar la información al sistema DMS del Centro de control local. La tensión de alimentación del inversor de generación de energía fotovoltaica es de 800v. después de aumentar la tensión a 10kv a través del transformador de caja, se conecta al nuevo Gabinete de entrada fotovoltaica de 10kv a través de un cable de alta tensión y se incorpora a la línea de pozo de arena original de 10kv a través del Gabinete conectado a la Red. El proyecto adopta la Plataforma de monitoreo fotovoltaico acerl - 1000dp. La Plataforma de monitoreo tiene funciones de observación en tiempo real de los datos de toda la estación y alerta de accidentes.
Figura 3 Número de la central eléctrica del proyectoLa escala del proyecto es de aproximadamente 2,43 mwp, utilizando espacios abiertos a lo largo de la autopista para construir sistemas de generación de energía fotovoltaica, equipos clave módulos fotovoltaicos, inversores, transformadores y otros productos nacionales. La generación de energía del sistema fotovoltaico distribuido adopta el acceso completo a Internet. Después de que la corriente continua exportada por el sistema de generación de energía fotovoltaica de este proyecto se convierte en corriente alterna a través de inversores en serie, se aumenta a 10 kV en el lugar, se conecta al bus del Gabinete conectado a la red de 10 kV del almacén primario a través de una línea de salida, y el Gabinete conectado a la red transmite la generación de energía fotovoltaica al interruptor en la columna para conectarse a la red. La capacidad instalada prevista para este proyecto es de 29162mwp y la capacidad del lado de ca es de 243mw. según la vida útil de la central fotovoltaica de 25 años, la capacidad media anual de generación de energía del proyecto es de 2.8381 millones de kwh, y la generación total de energía en 25 años es de 70.9531 millones de kwh. el tiempo de puesta en funcionamiento previsto para 2025 es de 2025. se propone adoptar el modelo de "acceso completo a internet".3.1 transformadores de refuerzo y equipos de distribución de alta y baja tensiónEste proyecto está equipado con un transformador seco de 1000 kVA de CA en tres fases, un transformador seco de 800kva de CA en tres fases y un transformador seco de 400 kVA de CA en tres fases. La tensión nominal es de 10,5 ± 2 × 2,5% / 0,8 kv, y el Grupo de cableado es dy11. La frecuencia de ca es de 50 hz, que se puede utilizar al aire libre, y el nivel de eficiencia energética cumple con los requisitos de las especificaciones nacionales.Figura 4 nuevo mapa fotovoltaico primario3.2 dispositivos automáticos de protección y seguridad de relésLos principales equipos eléctricos de esta central fotovoltaica están protegidos por microcomputadoras para satisfacer la entrega de información. La protección de los componentes se configura de acuerdo con el Reglamento Técnico de protección de relés y dispositivos automáticos de Seguridad (gb14285 - 2006).La fuente de alimentación distribuida debe tener la capacidad de monitorear rápidamente la isla y desconectarse inmediatamente de la red eléctrica. el tiempo de Acción de la protección de la isla no debe ser superior a 2s. su protección de la isla debe cooperar con el tiempo de Acción de la coincidencia de líneas y dispositivos automáticos seguros en el lado de la red de distribución. Instalar dispositivos de protección de islas defensivas en los puntos conectados a la red de esta central fotovoltaica para evitar la generación de islas no planificadas.2) dispositivo de control de emergencia de frecuencia y tensiónEl dispositivo de control de emergencia de frecuencia y voltaje es un equipo de seguridad clave para garantizar la frecuencia y el voltaje en el sistema de energía. Se utiliza principalmente para hacer frente a escenarios de emergencia en los que la frecuencia o el voltaje superan el rango de Seguridad en caso de perturbaciones graves en el sistema. De acuerdo con los requisitos del documento de aprobación de despacho de China Southern Power grid, las centrales fotovoltaicas deben tener cierta capacidad para tolerar las anomalías de frecuencia del sistema y deben ser capaces de funcionar durante al menos 10 minutos a 48hz de baja tensión, de acuerdo con la baja frecuencia Zui o los requisitos de la red eléctrica permitidos por el inversor de la central fotovoltaica, y a 48hz - 49,5 hz. Cuando la frecuencia es de 49,5 Hz a 50,2 hz, se requiere que el sistema pueda funcionar continuamente. Cuando la frecuencia sea de 50,2hz a 50,5hz, se requiere que cada vez que la frecuencia sea superior a 50,2hz, la central fotovoltaica tenga la capacidad de funcionar continuamente durante dos minutos, al tiempo que tiene la capacidad de detener la transmisión de energía a la línea de la red eléctrica en 0,2 segundos, y el tiempo de funcionamiento real depende del Departamento de despacho de energía eléctrica: en este momento no se permite que la central fotovoltaica en estado de parada se conecte a la red. Cuando la frecuencia es superior a 50,5 hz, se requiere detener la transmisión de energía a la línea de red eléctrica en 0,2 segundos, y no se permite que las centrales fotovoltaicas en estado de suspensión se conecten a la red.3) dispositivo de monitoreo de la calidad de la energía eléctricaLos proyectos fotovoltaicos distribuidos tienen los requisitos correspondientes para la calidad de la energía eléctrica conectada a la red nacional. De acuerdo con las normas nacionales, la calidad de la energía eléctrica de los proyectos de generación de energía fotovoltaica debe cumplir con las normas pertinentes, como el Reglamento Técnico GB / T 15543 - 2008 sobre el acceso del sistema de generación de energía fotovoltaica a la red eléctrica. Estas normas especifican los parámetros de calidad de la energía eléctrica del sistema fotovoltaico conectado a la red eléctrica, incluyendo voltaje, corriente, frecuencia, contenido armónicos, etc., para garantizar el funcionamiento estable del sistema fotovoltaico y la red eléctrica y la fiabilidad de la calidad de la energía.4) dispositivos AGC / AVCDe acuerdo con los requisitos de diseño del Departamento de despacho de la red sur, los proyectos fotovoltaicos distribuidos deben cumplir con las "regulaciones técnicas para el acceso del sistema de generación de energía fotovoltaica a la red de distribución (gb / T 29319 - 2024)". La configuración del dispositivo AGC / AVC permite ajustar la Potencia activa y la potencia reactiva del inversor, cumpliendo con los requisitos de diseño de "cuatro visibles (considerables, medibles, controlables y ajustables)".Figura 5 mapa de configuración AGC / AVC5) dispositivo de percepción de la situaciónDe acuerdo con el "plan de prevención de fotos de Seguridad de la red conectada a la red de nueva energía distribuida de la red eléctrica del sur" (anexo 1 de la transferencia general de la Oficina (2022) 7), las nuevas estaciones de energía distribuidas están equipadas con dispositivos de protección de Seguridad de la red de distribución, y se realiza el monitoreo y Auditoría en tiempo real de las amenazas a la seguridad de la red, y se envía el sistema de percepción de la situación de Seguridad de la red del sistema de monitoreo de energía eléctrica. La configuración del dispositivo de percepción de situación puede monitorear los riesgos potenciales a tiempo y emitir alertas a tiempo cuando se encuentra con ataques de riesgo.Figura 6 vista de supervisión de la percepción de la situación4. estructura del sistemaLa central fotovoltaica de este proyecto está equipada con un sistema de automatización integral, que utiliza el sistema de monitoreo de energía fotovoltaica distribuida acrel - 1000dp proporcionado por ankerui Electric co., Ltd. con funciones de protección, control, comunicación y medición, que puede realizar la gestión automatizada integral de todas las funciones del sistema de generación de energía fotovoltaica y la estación de conmutación. Las señales de Estado del inversor y el equipo de alta y baja tensión de este proyecto están conectadas a este sistema de monitoreo.El sistema de monitoreo de la central fotovoltaica de este proyecto incluye dos partes: la capa de control de la estación y la formación, y la estructura de la red es una estructura jerárquica y distribuida abierta.El sistema de monitoreo está conectado a la formación a través de ethernet, y la formación se dispersa en el área del inversor o en el transformador de caja de una manera relativamente independiente de acuerdo con diferentes funciones y sistemas. en caso de falla de la capa de control de la estación y la red, la formación todavía puede completar la supervisión de Cada equipo eléctrico en el lugar de forma independiente. El sistema de monitoreo informático realiza la comunicación de datos con la compañía de energía eléctrica de Qinzhou a través de la red pública GPR de la estación de trabajo remota.La capa de control de la estación está compuesta por servidores conectados a la red informática, estaciones de operadores, estaciones remotas, etc., que proporcionan una interfaz hombre - máquina para operar en la estación, realizan funciones como el control de gestión en equipos de formación, forman un centro de monitoreo y gestión de toda la estación y tienen una interfaz para comunicarse con el Centro de control remoto.En cuanto al equipo de formación, consta de una unidad inteligente de medición y control, una unidad de comunicación del sistema de red, una unidad de adquisición de datos del inversor y un medidor de energía multifuncional. los principales equipos eléctricos incluyen inversores, transformadores de caja e interruptores conectados a la red. Recoge y procesa directamente los datos originales del sitio, los transmite a la estación principal de monitoreo de la capa de control de la estación a través de la red, y al mismo tiempo recibe las órdenes de operación de control enviadas por la capa de control de la estación, y luego controla el equipo después del juicio de validez, la detección de bloqueo, La detección síncrona, etc.La red de comunicación entre la capa de control de la estación y la formación adopta una red de comunicación inalámbrica gps.Cada unidad de generación de energía fotovoltaica está equipada con un dispositivo de adquisición de datos con función de transmisión inalámbrica, que recoge los datos de cada grupo de módulos fotovoltaicos, parámetros del inversor, datos del dispositivo de medición y control y el medidor inteligente, y los transmite al sistema de monitoreo a través de la red inalámbrica para realizar el monitoreo después del embalaje.Figura 7 función del sistema de diagrama de estructura de red del sistema de monitoreo4.1. seguimiento en tiempo realEl sistema de monitoreo fotovoltaico distribuido acrel - 1000dp tiene una interfaz hombre - máquina amigable, entre la interfaz principal se puede ver la información de la estación del sistema fotovoltaico, así como la información de la capacidad instalada, pero también se puede ver intuitivamente la Potencia total de generación, la generación diaria, la generación acumulada, al tiempo que tiene una interfaz de curva de potencia de generación y un histograma de la generación acumulada, lo que facilita a los usuarios monitorear la información de generación de energía de manera más intuitiva.Figura 8 mapa funcional de la interfaz principal de monitoreo en tiempo real4.2. vigilancia de la calidad de la energía eléctricaEn el mapa de monitoreo de la calidad de la energía, se puede ver directamente la información de la calidad de la energía, como el valor efectivo total de la corriente y el voltaje, la fluctuación del voltaje, la distorsión total del voltaje, la energía activa positiva y negativa, la energía activa y la Potencia reactiva. De acuerdo con esta información, se puede monitorear la calidad de la energía eléctrica en el sitio y hacer planes de respuesta oportunos.Figura 9 diagrama funcional de la interfaz de monitoreo de calidad de energía eléctrica4.3. seguimiento de los informes en tiempo realEn la interfaz de monitoreo de informes en tiempo real, el usuario puede seleccionar directamente el equipo que desea ver los datos de acuerdo con la demanda, puede consultar los parámetros de funcionamiento en tiempo real de cada circuito o equipo, y la información de los parámetros eléctricos mostrada en el informe debe incluir: corriente de cada fase, voltaje de tres fases, factor de Potencia total, potencia activa total, potencia reactiva total, energía eléctrica, señal remota, etc. La medición remota incluye valores en tiempo real (que deben distinguirse por diferentes colores cuando se encuentran en diferentes estados), Estados de puntos de medición (cruzar límites, colocación, comunicaciones anormales, etc.), valores Zui diarios y su tiempo de ocurrencia, promedio diario, etc. El volumen de señal remota incluye valores en tiempo real (que deben distinguirse por diferentes colores cuando se encuentran en diferentes estados), Estado del punto de medición (colocación, comunicación anormal, etc.), número de cambios diarios, etc. el informe se puede exportar e imprimir.
Figura 10 mapa de funciones de monitoreo de informes en tiempo real4.4. seguimiento de la curva históricaLa curva histórica es una herramienta de visualización de datos de series temporales, que proporciona soporte central para el funcionamiento de la red eléctrica, la gestión del equipo, el diagnóstico de fallas y la toma de decisiones optimizadas registrando la trayectoria cambiante de parámetros clave como voltaje, corriente, potencia, frecuencia y estado del equipo con el tiempo. Después de una falla en el sistema eléctrico, la fuente de la falla se puede localizar y analizar el proceso de evolución a través de la curva histórica. Las fallas de los equipos eléctricos (como transformadores, disyuntores, cables) a menudo tienen un "período de incubación", y la curva histórica puede identificar anomalías por adelantado y evitar paradas repentinas registrando cambios de tendencia a largo plazo en los parámetros de funcionamiento del equipo. Los indicadores de calidad de la energía eléctrica (como la desviación de voltaje, la fluctuación de frecuencia y la tasa de distorsión armónica) afectan directamente la vida útil de los equipos eléctricos y la estabilidad de la red eléctrica. la curva histórica es la base central para localizar las fuentes de contaminación y evaluar el efecto del tratamiento. La pérdida de línea (pérdida de transmisión de energía eléctrica) y la pérdida de potencia reactiva del sistema eléctrico están estrechamente relacionadas con el modo de funcionamiento, y la curva histórica puede ayudar a aprovechar el potencial de ahorro de energía y reducir los costos operativos.
Figura 11 mapa de funciones de monitoreo de curvas en tiempo realEn el contexto de la neutralidad del carbono, la energía fotovoltaica y los vehículos de nueva energía son inseparables. la idea general es construir una cadena industrial rica y completa de generación de energía fotovoltaica y electricidad para vehículos de Nueva energía, que no sólo logre una reducción continua del consumo de carbono, sino que también amplíe el camino de desarrollo de la nueva industria energética que continúa empoderando el crecimiento económico. [3] es necesario tener un sistema capaz de garantizar la seguridad eléctrica al mismo tiempo. El esquema del sistema de monitoreo de energía proporcionado por nuestra empresa puede ayudar a los usuarios y redes eléctricas a conectar la energía fotovoltaica distribuida a la red de manera ordenada en una alta proporción, fortalecer el control unificado de la energía fotovoltaica distribuida, tener un sistema que pueda promover el funcionamiento coordinado de la energía fotovoltaica distribuida y las grandes redes eléctricas, y construir un nuevo tipo de gestión de despacho de energía distribuida con datos transparentes, regulación conveniente e interacción energética.[1] wei. Análisis de la situación actual y la tendencia de desarrollo futuro de la generación de energía fotovoltaica [j] origen, 2019 (03): 154.[2] Zhang xiaopei. Aplicación del dispositivo de control de emergencia de frecuencia y tensión en la subestación [j] tecnología práctica, 2012, 21 (08): 25 - 27[3] Xiao lin. Investigación sobre la tendencia de desarrollo de la fotovoltaica distribuida moderna en China [j]. energía y electricidad, 2023, (24): 28 - 32.
