安科瑞 吴琦凡
引言
随着国家“双碳"战略的深入实施,工商业分布式光伏已成为企业节能减排、降低用电成本的重要途径。然而,对于像燕京啤酒厂这样拥有复杂配电网络的大型生产企业,如何在享受光伏红利的同时,确保电网安全稳定,避免“余电上网"带来的合规风险,成为一大挑战。安科瑞电气凭借其AM5SE系列保护装置,为燕京啤酒厂16MW分布式光伏项目提供了主从式防逆流保护方案,解决了大型厂区多并网点、远距离传输的防逆流难题。
一、行业背景与痛点:大型厂区防逆流的挑战
在分布式光伏建设中,确保“不倒送、不反送"是基本要求。大型厂区的配电系统往往具有以下显著特点,给防逆流保护带来了挑战:
拓扑结构复杂:燕京啤酒厂拥有两路110kV进线,10kV侧为两进线一母联分段系统。光伏系统分两期建设,二期装机容量达10MW,在9个配电室设置了25个0.4kV并网点。这种分散的接入方式,要求保护系统具备较高的逻辑判断能力,特别是要能适应母联分合闸带来的运行方式变化。
通信距离长:光伏并网点距离10kV进线检测点长达1公里。传统硬接线方式在此类场景下施工难度较大,且信号衰减会影响保护动作的时效性。
新旧系统兼容问题:项目涉及一期存量系统与二期新建系统的协同。一期逆变器已接入原有平台,无法进行柔性调节,这要求新的防逆流方案需要具备兼容能力,既能管理新设备,又能通过通信方式控制旧设备。
二、安科瑞解决方案:主从架构+光纤通信
针对上述情况,安科瑞采用了“防逆流主机+防逆流从机"的主从式架构,并利用光纤通信实现远程指令传输,适配了大型厂区的复杂工况。
核心设备配置
主机层:在10kV开闭所进线处配置AM5SE-PVM防逆流主机,负责采集市电进线功率,作为防逆流判断的核心。
从机层:在各个0.4kV配电室配置AM5SE-PVS2防逆流从机,负责执行主机下达的分合闸指令,直接控制并网柜断路器。
通信介质:主机与从机之间铺设单模光纤,利用光信号传输指令,解决了长距离传输的延迟与干扰问题,确保指令传输的实时性。
智能控制策略
方案设计了严密的逻辑,能够根据母联开关的状态自动切换策略:
母联合位时:两段母线并列运行,主机统一调节所有并网柜。
母联分位时:两段母线独立运行,系统需准确识别是哪一段进线出现逆流,并仅切除对应段的并网柜,避免误动扩大停电范围。
此外,系统结合监控平台的柔性调节功能,优先通过通信调节逆变器出力,只有在柔性调节无效或发生严重逆流时,才启动“刚性跳闸",保障光伏系统的发电效益。
三、实战案例:北京燕京啤酒厂16MW分布式光伏防逆流
燕京啤酒厂二期一次系统图

注:二期1#-7#接入10kV一段母线
二期8#-9#接入10kV二段母线
方案配置:
一期:在9个并网点处分别配置一只ADW300W/KC仪表用于分合对应并网柜,每个配电室分别配置一只4G网关用于遥控仪表分合。
二期:在两路10kV开闭所进线201和202处,分别配置2台AM5SE-PVM防逆流主机采集市电进线电流、电压,计算功率Ppcc,在运输科配电室、瓶装1线配电室等9个配电室分别配置一台AM5SE-PVS2防逆流从机用于分合对应并网柜。防逆流主机和防逆流从机之间通过单模光纤连接。
监控中心配置1套光伏监控系统和数据采集网关,和防逆流主从机保护装置配合实现防逆流柔性调节二期光伏出力+防逆流跳合闸所有并网点。
策略配置:本项目由于一期逆变器已接入客户原有平台,所以无法对一期逆变器进行柔性调节,项目整体策略为:检测到有逆流,优先遥控切除一期并网柜,如仍有逆流,再柔性调节二期逆变器+刚性跳闸二期并网柜。由于10kV开闭所为两进线一母联系统,需要考虑母联分合不同状态时,每路进线接入并网柜容量不一样,设置定值不一样,需要通过监控系统根据母联位置切换执行策略。
一、母联合位,1#进线和2#进线策略一致,以1#进线为例:
防逆流跳闸策略:
1)当Ppcc1≤P1,且功率因数PF>0时,由系统通过4G网关下发指令遥控1#-9#并网柜仪表ADW300W/KC逐步跳开并网柜;
2)当Ppcc1≤P2,且功率因数PF>0时,由系统柔性调节二期所有逆变器功率;
3)当Ppcc1≤P3,且功率因数PF>0时,由1#AM5SE-PVM和2#AM5SE-PVM通过光纤发命令给1#-9#AM5SE-PVS2,从机分阶段跳开对应配电房并网柜;
4)当|Ppcc1|≥P4,且功率因数PF<0时,由1#AM5SE-PVM和2#AM5SE-PVM通过光纤发命令给1#-9#AM5SE-PVS2,所有从机同时跳开所有并网柜。
防逆流恢复合闸策略:
1)当Ppcc1≥P1,且功率因数PF>0时,由系统通过4G网关下发指令遥控1#-9#并网柜仪表ADW300W/K逐步合上并网柜。
2)当Ppcc1≥P2,且功率因数PF>0时,由系统下发指令遥控1#-9#防逆流从机AM5SE-PVS2逐级合上对应的并网柜,再调节逆变器功率至一定功率。
二、母联分位,1#进线防逆流策略:
防逆流跳闸策略:
1)当Ppcc1≤P1,且功率因数PF>0时,由系统柔性调节1#-7#AM5SE-PVS2对应并网柜逆变器功率;
2)当Ppcc1≤P2,且功率因数PF>0时,由1#AM5SE-PVM通过光纤发命令给2#-5#AM5SE-PVS2,2#AM5SE-PVM通过光纤发命令给1#、6#、7#AM5SE-PVS2,从机分阶段跳开对应配电房并网柜;
3)当|Ppcc1|≥P3,且功率因数PF<0时,由1#AM5SE-PVM通过光纤发命令给2#-5#AM5SE-PVS2,2#AM5SE-PVM通过光纤发命令给1#、6#、7#AM5SE-PVS2,所有从机同时跳开所有并网柜。
防逆流恢复合闸策略:
当Ppcc1≥P1,且功率因数PF>0时,由系统下发指令遥控1#-7#防逆流从机AM5SE-PVS2逐级合上对应的并网柜,再调节逆变器功率至一定功率。
三、母联分位,2#进线防逆流策略:
防逆流跳闸策略:
1)当Ppcc2≤P1,且功率因数PF>0时,由系统通过4G网关下发指令遥控1#-9#并网柜仪表ADW300W/KC逐步跳开并网柜;
2)当Ppcc2≤P2,且功率因数PF>0时,由系统柔性调节8#-9#AM5SE-PVS2对应并网柜逆变器功率;
3)当Ppcc2≤P3,且功率因数PF>0时,由3#AM5SE-PVM通过光纤发命令给8#-9#AM5SE-PVS2,从机分阶段跳开对应配电房并网柜;
4)当|Ppcc2|≥P4,且功率因数PF<0时,由3#AM5SE-PVM通过光纤发命令给8#-9#AM5SE-PVS2,所有从机同时跳开所有并网柜。
防逆流恢复合闸策略:
1)当Ppcc2≥P1,且功率因数PF>0时,由系统通过4G网关下发指令遥控1#-9#并网柜仪表ADW300W/K逐步合上并网柜。
2)当Ppcc2≥P2,且功率因数PF>0时,由系统下发指令遥控8#-9#防逆流从机AM5SE-PVS2逐级合上对应的并网柜,再调节逆变器功率至一定功率。
产品方案拓扑图
现场图片:
现场四台防逆流保护主机组一面屏安装于监控室,防逆流从机放置于壁挂箱内,壁挂于各个分配电室。
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在北京燕京啤酒厂的实际应用中,安科瑞方案展现了良好的适应性:
场景适配:项目二期9个配电室的从机通过光纤环网与监控室的主机相连,构建了稳定的通信网络。
运行效果:系统投运以来,能够准确识别各种运行工况。例如,当检测到1#进线有逆流且母联分位时,1#主机仅通过光纤指令准确跳开1#-7#相关并网柜,而2#进线下的8#-9#并网柜则保持正常运行,满足了用户对供电可靠性的要求。
价值体现:实现了“余电不上网"的合规要求,通过分级、分段的控制策略,减少了不必要的切机次数,提高了光伏自发自用率。
四、总结
燕京啤酒厂项目的落地,验证了安科瑞主从式防逆流方案在大型、复杂配电场景下的技术适用性。从单机本地保护到主从光纤协同,安科瑞方案适配了不同规模的光伏项目。未来,安科瑞将继续深耕电力物联网技术,为工业企业的绿色能源转型提供安全屏障。