Résumé: avec le changement climatique mondial et la demande croissante d'énergie, l'énergie propre est devenue un élément essentiel des politiques énergétiques et des stratégies de développement des pays. Cependant, les exigences en matière de qualité de l'énergie électrique sont élevées dans les systèmes électriques. La qualité de l'énergie électrique est divisée en qualité de tension et en qualité de fréquence, les variations de tension et de fréquence du système électrique peuvent avoir de graves conséquences pour les centrales électriques et les utilisateurs concernés. Pour garantir la sécurité de l'électricité photovoltaïque, il est nécessaire d'adopter un ensemble de programmes de protection qui garantissent à la fois la sécurité et la qualité de la production.

1. Généralités

L'énergie solaire photovoltaïque est une technologie d'énergie propre qui utilise l'énergie solaire pour la conversion directe en électricité, avec les avantages d'être renouvelable, durable, etc. Au cours des dernières années, avec l'accent mondial mis sur la protection de l'environnement et le développement durable, l'énergie solaire photovoltaïque a été de plus en plus largement recommandé et promu. [1] dans les systèmes électriques, les exigences en matière de qualité de l'énergie électrique sont élevées, en particulier en ce qui concerne la qualité de la fréquence. Dans le système électrique domestique, la fréquence nominale est de 50 Hz avec un écart de fréquence de ± 0,2 Hz. En fonction de la capacité du système électrique, l'écart de fréquence est assoupli à ± 0,5 Hz; l'écart de fréquence causé par l'impact de l'utilisateur ne doit généralement pas dépasser ± 0,2 Hz. [2] Il est donc particulièrement important de configurer un ensemble de programmes de protection qui garantissent à la fois la sécurité et la qualité de la production d'électricité.

Le projet de production d'énergie photovoltaïque de l'autoroute de Guangxi Datang à Pubei (ci - après dénommé « le projet») est un projet de démonstration d'applications de production d'énergie photovoltaïque distribuée pour investir dans la construction en réponse à l'appel du pays à « optimiser le mix énergétique pour fournir une énergie plus propre et plus fiable».

Ce projet est situé dans la Section du village de Jiabao, Comté de Pubei, route de Datang à Pubei, dans la ville de chinzhou, en utilisant les pentes le long de l'autoroute pour construire une centrale photovoltaïque distribuée, le projet utilise le modèle « Full - Internet» pour construire un projet de production d'énergie photovoltaïque distribuée en utilisant les pentes le long de l'autoroute, la taille totale de la construction est d'environ 2,43 mwc. Le système d'accès au réseau électrique via le poteau 24 de la branche de liaison Phoenix Head de la ligne de Sandwell 10kV d'origine relève de la gestion de la société d'alimentation électrique de la ville de chinzhou.

La phase actuelle du projet utilise des modules photovoltaïques d'une capacité totale de 2,43 MW et le principe de règlement du volume d'électricité de ce projet est le suivant: accès complet à Internet. La mise en service du projet est prévue pour fin avril 2025. La conception secondaire de ce projet a choisi la solution de système de surveillance photovoltaïque distribué ancory acrel - 1000dp, la plate - forme de surveillance photovoltaïque fonctionnant sous le système d'exploitation compagnon, ce qui rend la protection locale et le système de surveillance plus stable et fiable. Grâce à la construction et à la mise en œuvre de ce photovoltaïque distribué, les utilisateurs ont accès à une énergie électrique propre et renouvelable qui contribue à réduire la dépendance aux sources d'énergie traditionnelles et à réduire les émissions de carbone.

Figure 1 schéma de fichier composite d'accès au réseau électrique du Guangxi

Cet article présente l'argument du système d'accès aux centrales photovoltaïques, la protection du relais du système et les dispositifs automatiques de sécurité, la communication du système, l'étude du système d'automatisation de la planification du système, etc.

Figure 2 schéma du site du projet

2. Solutions

Ce projet est un projet photovoltaïque distribué sur le toit, d'une capacité de 2,43 MW pour cette phase, avec un accès Internet complet à la méthode de neutralisation. Ajouter et point de vente pour installer l'armoire de sortie photovoltaïque, l'armoire de mesure, l'armoire PT, l'armoire de ligne d'entrée photovoltaïque. Le nouveau système photovoltaïque configure un système automatisé qui collecte des informations connectées au réseau en temps réel et les télécharge au système DMS du Centre de régulation local. La tension d'alimentation de l'onduleur de production d'énergie photovoltaïque est de 800V, après avoir été augmentée à 10kV par Boost de tension de changement de boîte, par le câble à haute tension pour accéder à l'armoire d'entrée photovoltaïque supplémentaire de 10kV, par l'armoire connectée au réseau intégrée à la ligne de sable originale de 10kV. Le projet utilise la plate - forme de surveillance photovoltaïque acrel - 1000dp. La plate - forme de surveillance dispose d'observations en temps réel des données à l'échelle de la station, de conseils d'alerte en cas d'accident, etc.

Figure 3 numéro de station du projet

3. Programme technique

Ce projet, d'une taille d'environ 2,43 mwc, utilise des clairières le long de l'autoroute pour construire un système de production d'énergie photovoltaïque, des modules photovoltaïques, des onduleurs, des transformateurs et d'autres équipements clés utilisant des produits nationaux. La production d'électricité du système photovoltaïque distribué est entièrement accessible par Internet. Le courant continu produit par le système de production d'énergie photovoltaïque de ce projet est converti en courant alternatif par l'onduleur série de groupe, boost en place à 10kV, via l'accès de l'armoire de commutation par une ligne de sortie de 1 retour à la boîte primaire 10kV bus de l'armoire de connexion au réseau, l'armoire de connexion au réseau transmet l'énergie photovoltaïque à l'interrupteur supérieur de la colonne pour la connexion au réseau. Les travaux prévoient une capacité installée proposée de 29162 mwc et une capacité côté courant alternatif de 2,43 mwc, calculée sur la base de la durée de vie de la centrale photovoltaïque de 25 ans, la capacité de production annuelle moyenne de ce projet est de 28381 000 kWh, pour un total de 709531 000 kWh sur 25 ans, avec une mise en service prévue en 2025 et un modèle de « connexion Internet complète» proposé.

4.1 transformateur élévateur et équipement de distribution haute et basse tension

Ce projet est équipé d'un transformateur sec triphasé AC 1000kva, un transformateur sec triphasé AC 800kva, un transformateur sec triphasé AC 400kva. Tension nominale 10,5 ± 2 × 2,5% / 0,8 KV, Groupe de câblage dy11. La fréquence AC est de 50 Hz et peut être utilisée à l'extérieur, la classe d'efficacité énergétique répond aux exigences des spécifications nationales.

Figure 4 nouveau schéma primaire photovoltaïque

4.2 dispositifs automatiques de protection et de sécurité par relais

Les principaux équipements électriques à l'intérieur de cette centrale photovoltaïque sont protégés par micro - ordinateur pour répondre à l'envoi d'informations. La protection des éléments est configurée conformément au Code technique des dispositifs automatiques de protection et de sécurité par relais (gb14285 - 2006).

1) détection anti - île

L'alimentation distribuée doit avoir la capacité de surveiller rapidement les îlots et de les déconnecter immédiatement du réseau électrique, le temps d'action de protection contre les îlots n'est pas supérieur à 2S, sa protection contre les îlots doit être compatible avec le temps d'action de la ligne latérale du réseau de distribution et de l'automate de sécurité. Installez un dispositif de protection des îlots fortifiés au point de connexion au réseau de cette centrale photovoltaïque pour éviter la création d'îlots non planifiés.

2) dispositif de contrôle d'urgence de tension de fréquence

Le dispositif de contrôle d'urgence de la tension de fréquence est un équipement de sécurité essentiel pour la sauvegarde de la fréquence et de la tension dans le système électrique. Il est principalement utilisé pour faire face à des scénarios d'urgence où la fréquence ou la tension dépasse la plage de sécurité en cas de perturbation grave du système. Selon les exigences du document d'expédition de lot du réseau Sud, la centrale photovoltaïque doit avoir une certaine capacité à tolérer les anomalies de fréquence du système, devrait être capable de fonctionner pendant au moins 10 minutes à 48 Hz à basse tension, en fonction de la fréquence basse ou des exigences du réseau électrique que l'onduleur de la centrale photovoltaïque est autorisé à fonctionner, la fréquence est requise à 48 Hz - 49,5 Hz. Les fréquences de 49,5 Hz à 50,2 Hz nécessitent que le système puisse fonctionner en continu. Fréquence requise à 50,2 Hz - 50,5 Hz chaque fois que la fréquence est supérieure à 50,2 Hz, les centrales photovoltaïques doivent avoir la capacité de fonctionner en continu pendant deux minutes, tout en ayant la capacité d'arrêter la livraison d'électricité aux lignes du réseau en 0,2 seconde, le temps de fonctionnement réel étant déterminé par le Service d'expédition de l'électricité: les centrales photovoltaïques à l'arrêt ne sont pas autorisées à être connectées au réseau à ce stade. Les fréquences supérieures à 50,5 Hz nécessitent l’arrêt de l’alimentation des lignes du réseau en 0,2 seconde et ne permettent pas le raccordement au réseau des centrales photovoltaïques en panne.

3) dispositif de surveillance de la qualité de l'énergie électrique

Les projets photovoltaïques distribués ont des exigences correspondantes pour la qualité de l'énergie électrique du réseau du pays d'accès. Selon les normes nationales, la qualité de l'énergie électrique d'un projet de production d'énergie photovoltaïque doit être conforme aux normes pertinentes telles que GB / t 15543 - 2008 Règlement technique sur l'accès au réseau électrique pour les systèmes de production d'énergie photovoltaïque. Ces normes spécifient les paramètres de qualité de l'énergie électrique pour l'accès d'un système photovoltaïque au réseau électrique, y compris la tension, le courant, la fréquence, le contenu harmonique, etc., afin d'assurer un fonctionnement stable du système photovoltaïque au réseau électrique et la fiabilité de la qualité de l'énergie électrique.

4) Unité AGC / AVC

Selon les exigences de conception du Département d'expédition du réseau Sud, les projets photovoltaïques distribués pour l'accès au réseau Sud doivent répondre à la réglementation technique du réseau de distribution d'accès au système de production d'énergie photovoltaïque (GB / t 29319 - 2024). La configuration de l'unité AGC / AVC permet de régler la puissance active et réactive de l'onduleur, répondant aux exigences de la conception "Quad - available (observable, mesurable, contrôlable, réglable)".

Figure 5 schéma de configuration AGC / AVC

5) dispositif de connaissance de la situation

Conformément au programme de prévention de battement de la cybersécurité de la nouvelle énergie distribuée du réseau du réseau du Sud (annexe 1 du Bureau principal (2022) 7), les stations de nouvelle énergie distribuées configurent des dispositifs de protection de la sécurité du réseau et réalisent une surveillance et un audit en temps réel des menaces à la cybersécurité. Système de surveillance de la sécurité du réseau. La configuration du dispositif de connaissance de la situation permet une surveillance rapide des risques potentiels et une alerte rapide en cas d'attaque risquée.

Figure 6 surveillance de la connaissance de la situation

4 Structure du système

Ce projet de centrale photovoltaïque est configuré avec un système d'automatisation intégré, l'utilisation du système de surveillance de l'énergie photovoltaïque distribué acrel - 1000dp fourni par ankory Electric GmbH a la protection, le contrôle, la communication, la mesure et d'autres fonctions, peut réaliser la gestion complète et intégrée de l'automatisation du système de production d'énergie photovoltaïque, de la station de commutation. Les signaux d'état tels que l'onduleur de ce projet, l'équipement haute et basse tension, etc. accèdent à ce système de surveillance.

Le système de surveillance de la centrale photovoltaïque de ce projet comprend deux parties: la couche de contrôle de la station et la formation, la structure du réseau est une structure ouverte, stratifiée et distribuée.

Le système de surveillance est relié à la formation par Ethernet, la formation selon différentes fonctions, la Division du système, de manière relativement indépendante dispersée dans la zone d'onduleur ou le changement de boîtier, en cas de défaillance de la couche de contrôle de la station et du réseau, la formation peut encore effectuer indépendamment la surveillance de divers équipements électriques sur place. Le système de surveillance informatique permet la communication de données avec la société d'électricité de la ville de chinzhou via le réseau public GPRS de la station de travail à distance.

La couche de contrôle de la station se compose d'un serveur connecté au réseau informatique, d'une station d'opérateur, d'une station éloignée, etc., fournissant une interface homme - machine fonctionnant à l'intérieur de la station, mettant en œuvre le contrôle de gestion sur les équipements de formation et d'autres fonctions, formant une surveillance complète de la station, un centre de gestion et disposant d'une interface de communication avec le Centre de contrôle distant.

En ce qui concerne l'équipement stratigraphique est constitué d'une unité de mesure et de contrôle intelligente, d'une unité de communication de système de réseau, d'une unité d'acquisition de données d'onduleur, d'un compteur d'énergie multifonctionnel, etc., les principaux équipements électriques comprennent un onduleur, un changement de boîte, un commutateur connecté au réseau. Il acquiert directement les données brutes du site de traitement, les transmet via le réseau à la couche de contrôle de la station pour surveiller la station principale, tout en recevant les commandes de fonctionnement de contrôle émises par la couche de contrôle de la station, après jugement de validité, détection de verrouillage, détection de synchronisation, etc., et enfin contrôle opérationnel de l'appareil.

Le réseau de communication entre la couche de contrôle de la station et la formation utilise le réseau de communication sans fil GPRS.

Chaque unité de production d'énergie photovoltaïque est équipée d'un dispositif d'acquisition de données avec fonction d'émission sans fil, l'acquisition des données de chaque ensemble de modules photovoltaïques, les paramètres de l'onduleur, les données du dispositif de mesure et de contrôle, compteur intelligent, après l'emballage est transmis au système de surveillance via un réseau sans fil pour réaliser la surveillance.

Figure 7 diagramme de structure du réseau du système de surveillance fonctions du système

4.1. Surveillance en temps réel

Acrel - 1000dp Distributed Photovoltaic monitoring system interface homme - machine conviviale, dans l'interface principale peut afficher les informations du site du système photovoltaïque entre eux, ainsi que les informations d'installation, mais peut également visualiser intuitivement la puissance totale de production, la production quotidienne, la production cumulée, tout en ayant une interface de courbe de puissance de production ainsi qu'un histogramme de la production cumulée, pratique pour les utilisateurs de surveiller plus intuitivement les informations de production d'électricité.

Figure 8 diagramme fonctionnel de l'interface principale de surveillance en temps réel

4.2. Surveillance de la qualité de l'énergie électrique

Dans le diagramme de surveillance de la qualité de l'énergie électrique, il est possible de visualiser directement la valeur effective totale de la tension de courant, les fluctuations de tension, la distorsion totale de tension, l'énergie électrique active inverse positive, la puissance active, la puissance réactive et d'autres informations sur la qualité de l'énergie électrique. Sur la base de ces informations, il est possible de surveiller la qualité de l'énergie électrique sur le site et d'apporter une réponse rapide.

Figure 9 schéma fonctionnel de l'interface de surveillance de la qualité de l'énergie électrique

4.3. Surveillance des rapports en temps réel

Dans l'interface de surveillance du rapport en temps réel, l'utilisateur peut choisir directement l'équipement que vous souhaitez afficher les données en fonction de la demande, peut interroger les paramètres de fonctionnement en temps réel de chaque boucle ou équipement, les informations paramétriques électriques affichées dans le rapport doivent inclure: le courant de chaque phase, la tension triphasée, le facteur de puissance total, la puissance active totale, la puissance réactive totale, l'énergie électrique, la télémétrie, etc. Les mesures à distance comprennent les valeurs en temps réel (qui doivent être distinguées par des couleurs différentes lorsqu'elles sont dans des états différents), les états des points de mesure (limites, implants, anomalies de communication, etc.), les moyennes quotidiennes, etc. Le volume de confiance à distance comprend les valeurs en temps réel (qui doivent être distinguées par des couleurs différentes lorsqu'elles sont dans des états différents), les états des points de mesure (implants, anomalies de communication, etc.), le nombre de conjugaisons quotidiennes, etc., et les rapports peuvent être exportés et imprimés.

Figure 10 diagramme fonctionnel de surveillance des rapports en temps réel

4.4. Surveillance des courbes historiques

Les courbes historiques sont des outils de visualisation de données de séries chronologiques qui fournissent un support central pour le fonctionnement du réseau, la gestion de l'équipement, le diagnostic des pannes et la prise de décision optimisée en enregistrant les trajectoires de changement des paramètres clés tels que la tension, le courant, la puissance, la fréquence, l'état de l'équipement au fil du temps. Après une panne du système électrique, il est possible de localiser la source de la panne, d'analyser le processus d'évolution par une courbe historique. Les défaillances des équipements électriques (transformateurs, disjoncteurs, câbles, etc.) ont tendance à avoir des « périodes d'incubation» et les courbes historiques permettent d'identifier les anomalies à l'avance et d'éviter les arrêts soudains en enregistrant les changements de tendance à long terme des paramètres de fonctionnement de l'équipement. Les indicateurs de qualité de l'énergie électrique (tels que les écarts de tension, les fluctuations de fréquence, les taux de distorsion harmonique) ont un impact direct sur la durée de vie des équipements consommateurs d'électricité et la stabilité du réseau, et les courbes historiques sont la base centrale pour localiser les sources de pollution et évaluer l'efficacité de la gouvernance. La perte de ligne (perte de transmission d'énergie électrique), la perte réactive, etc. du système électrique sont étroitement liées au mode de fonctionnement, et la courbe historique peut aider à exploiter le potentiel d'économie d'énergie et à réduire les coûts d'exploitation.

Figure 11 diagramme fonctionnel de surveillance de courbe en temps réel

5. Conclusion

Dans le contexte plus large de la neutralité carbone, le photovoltaïque et les véhicules à énergie nouvelle sont inextricablement liés, l'idée générale est la production d'énergie photovoltaïque, la consommation d'électricité des véhicules à énergie nouvelle, la construction d'une chaîne industrielle riche et complète, à la fois pour atteindre la réduction continue de la consommation de carbone, mais peut également élargir la voie de développement de la nouvelle industrie de l'énergie pour la croissance économique. [3] Il est nécessaire de disposer simultanément d’un système capable de garantir la sécurité électrique. Le système de surveillance de l'énergie fourni par notre Division peut fournir aux utilisateurs, au réseau, un pourcentage élevé de photovoltaïques distribués connectés au réseau de manière ordonnée, renforcer le contrôle unifié du photovoltaïque distribué, avec un système capable de promouvoir le fonctionnement coordonné du photovoltaïque distribué et du grand réseau, de mettre en place un nouveau système de gestion de la planification de l'énergie distribuée avec des données transparentes, une régulation pratique et une interaction énergétique.

Références

[1] vézin. Analyse de la situation actuelle et des tendances futures de l'électricité photovoltaïque [j] origine, 2019 (03): 154.

[2] Zhang Xiaoyuan. Application des dispositifs de commande d'urgence de tension de fréquence aux postes de changement [j]. Practical Technology, 2012, 21 (08): 25 - 27

[3] shaoline. Étude des tendances du développement du photovoltaïque distribué moderne dans notre pays [j]. Energy Power, 2023, (24): 28 - 32.