鄧偉松

摘要：隨著目前傳統(tǒng)能源的日益枯竭，新能源與可再生能源技術(shù)逐漸興起。其中太陽(yáng)能與風(fēng)能資源豐富、前景廣闊。但太陽(yáng)能與風(fēng)能隨季節(jié)、天氣、環(huán)境等的無(wú)規(guī)律性變化，其并網(wǎng)發(fā)電的不穩(wěn)定性正是制約整個(gè)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸因素

關(guān)鍵詞：分布式發(fā)電;功率預(yù)測(cè);能源

引言

如今，新能源與可再生能源技術(shù)逐漸興起，新能源并網(wǎng)發(fā)電占據(jù)著未來(lái)主要的發(fā)展前景，尤其是分布式發(fā)電技術(shù)。但新能源隨機(jī)性，波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)影響較大。因此，新能源的功率預(yù)測(cè)是減小電網(wǎng)熱備用容量，減小能源成本以及為電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃提供依據(jù)的有力保障。

1 分布式光伏發(fā)電的相關(guān)概述

1.1 何為分布式光伏發(fā)電

分布式光伏發(fā)電是利用相對(duì)分散式的資源，且其發(fā)電規(guī)模較小，低于35千伏或者更低的接入點(diǎn)，且其一般都比較接近消費(fèi)者，所以用電成本較低。分布式光伏發(fā)電是利用光伏組件，把吸收的太陽(yáng)能資源轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電模式。分布式光伏發(fā)電是一種新型的、先進(jìn)的發(fā)電模式，在中國(guó)用電市場(chǎng)發(fā)展并不普及，一般在城市利用比較多。在大型建筑屋頂安裝光伏組件，采用太陽(yáng)能資源，并轉(zhuǎn)化成電能，滿足人們生產(chǎn)生活用電需求。

1.2 分布式光伏發(fā)電的特點(diǎn)

首先，分布式光伏發(fā)電具有輸出功率相對(duì)較小的特點(diǎn)。與舊的集中式發(fā)電站集中發(fā)電模式相比，分布式光伏發(fā)電規(guī)模很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于集中式發(fā)電站發(fā)電規(guī)模。所以分布式光伏發(fā)電的規(guī)模較小，輸出功率小，其光伏發(fā)電的模塊化設(shè)計(jì)也更具有靈活性，可以根據(jù)建筑規(guī)模大小，來(lái)調(diào)整分布式光伏發(fā)電光伏系統(tǒng)的容量。一般分布式光伏發(fā)電對(duì)發(fā)電的效率影響較小，所以非常的經(jīng)濟(jì)、適用，且分布式光伏發(fā)電投資回報(bào)率相當(dāng)高;

其次，分布式光伏發(fā)電具有環(huán)保性的特點(diǎn)。如今，環(huán)境問(wèn)題日益成為國(guó)民重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，人們的環(huán)保意識(shí)也不斷提高。分布式光伏發(fā)電，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，在發(fā)電工程中，噪聲較小，且對(duì)環(huán)境污染很小;最后，在一定程度上有利于緩解電能供需不符的矛盾。分布式光伏發(fā)電主要集中在晴天，且白天出力更大，這個(gè)時(shí)候人們生產(chǎn)生活用電需求也大，所以分布式光伏發(fā)電能緩解一定時(shí)段的用電緊張。

分布式光伏發(fā)電的能量密度比較低，但是其發(fā)電規(guī)模較小，且目前分布式光伏發(fā)電主要是在城市建筑屋頂，應(yīng)用也不夠普及，所以我國(guó)用電供需矛盾也不能僅靠分布式光伏發(fā)電解決。

2 分布式光伏電站信息采集預(yù)測(cè)

分布式光伏電站中需要監(jiān)控的設(shè)備包括逆變器、環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、保護(hù)裝置、計(jì)量電度表、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

研制一種分布式光伏并網(wǎng)接口一體化裝置，并在該供電公司投入了應(yīng)用。該裝置集成了分布式光伏發(fā)電保護(hù)、測(cè)控、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、運(yùn)行控制、通信管理、遠(yuǎn)動(dòng)、信息安全加密等功能，支持多種通訊方式接入站內(nèi)設(shè)備，與調(diào)度端主站通信實(shí)時(shí)反饋電站信息，接受遠(yuǎn)程控制公共連接點(diǎn)開關(guān)投切及逆變器啟停命令。該裝置技術(shù)高度融合，克服了常規(guī)分布式光伏電站設(shè)計(jì)方案中信息采集系統(tǒng)設(shè)備多、投資大、安裝困難、運(yùn)行維護(hù)工作量大等問(wèn)題，因此優(yōu)先選擇分布式光伏并網(wǎng)接口一體化裝置實(shí)現(xiàn)電站信息的采集與控制。

公共連接點(diǎn)的電壓互感器（potentialtransformer，PT）、電流互感器（currenttransformer，CT）接入分布式光伏并網(wǎng)接口一體化裝置交流采樣插件，經(jīng)過(guò)軟件測(cè)量模塊計(jì)算得出分布式光伏電站公共連接點(diǎn)處的電壓、電流、有功、無(wú)功、功率因數(shù)、頻率、諧波。分布式光伏并網(wǎng)接口一體化裝置IO插件連接公共連接點(diǎn)處的斷路器及其他開關(guān)（如接地刀閘、隔離開關(guān)等）跳合閘回路，獲得開關(guān)的位置及控制開關(guān)的分合，當(dāng)保護(hù)動(dòng)作或收到光伏運(yùn)行監(jiān)控主站系統(tǒng)的遙控開關(guān)命令時(shí)，進(jìn)行相應(yīng)的開關(guān)分合。

3 分布式光伏運(yùn)行預(yù)測(cè)監(jiān)控主站功能設(shè)計(jì)

分布式光伏運(yùn)行監(jiān)控主站功能設(shè)計(jì)分布式光伏運(yùn)行監(jiān)控主站的整個(gè)系統(tǒng)共分為5層，其中統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺(tái)層（ASP）和電力系統(tǒng)應(yīng)用軟件層在整個(gè)體系結(jié)構(gòu)中處于核心地位。統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺(tái)層向各種電力應(yīng)用軟件提供統(tǒng)一的模型、通信、數(shù)據(jù)、畫面、管理服務(wù)，為各種電力系統(tǒng)軟件的集成提供了核心技術(shù)支持。

在統(tǒng)一平臺(tái)的支持下，將數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制（SCADA）、區(qū)域分布式光伏功率預(yù)測(cè)、保護(hù)及故障信息管理（DRMS）、電能量計(jì)量（TMR）、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)（PQMS）、分布式光伏發(fā)電控制、分布式光伏發(fā)電效益分析應(yīng)用軟件模塊集成在一起，組成區(qū)域光伏運(yùn)行監(jiān)控主站系統(tǒng)。統(tǒng)一應(yīng)用支撐平臺(tái)層能夠支持應(yīng)用軟件模塊化功能方便的裁剪和擴(kuò)展，以適應(yīng)分布式光伏對(duì)主站系統(tǒng)的各種需求的發(fā)展。

3.1 ?SCADA

系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線顯示各分布式光伏電站并網(wǎng)斷路器、逆變器的啟停等開關(guān)量的狀態(tài)以及并網(wǎng)點(diǎn)潮流、發(fā)電量等模擬量，記錄各開關(guān)量的變位和時(shí)間順序記錄，模擬量值以可調(diào)的存儲(chǔ)周期存入歷史庫(kù)中?？稍诋嬅嫔蠈?duì)分布式光伏電站的并網(wǎng)開關(guān)和光伏逆變器進(jìn)行遙控。

系統(tǒng)可按責(zé)任分區(qū)監(jiān)視實(shí)時(shí)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、環(huán)境參數(shù)、電氣接線圖與參數(shù)、設(shè)備通信聯(lián)絡(luò)與工況、設(shè)備參數(shù)、并網(wǎng)點(diǎn)參數(shù)等信息。

3.2 區(qū)域分布式光伏運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)

區(qū)域分布式光伏運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)按分層分布式體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖1所示。該監(jiān)控系統(tǒng)采用2層結(jié)構(gòu)，分別為信息采集層、通訊網(wǎng)絡(luò)層以及主站層。第1層為信息采集層。依托分布式光伏并網(wǎng)接口一體化裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式光伏電站逆變器、電度表、保護(hù)測(cè)控、環(huán)境等信息的采集，所采集的信息經(jīng)過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)層傳送至主站層。

第2層為區(qū)域分布式光伏運(yùn)行監(jiān)控主站層。由前置機(jī)、后臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器、工作站、GPS對(duì)時(shí)裝置、打印機(jī)、防火墻、安全隔離裝置等設(shè)備組成。從功能角度考慮，可劃分為前置采集子系統(tǒng)、運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)、高級(jí)應(yīng)用子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)遵循《電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》規(guī)定，劃分相應(yīng)的安全網(wǎng)絡(luò)區(qū)域：前置采集子系統(tǒng)與運(yùn)行監(jiān)控子系統(tǒng)位于安全I(xiàn)區(qū)，高級(jí)應(yīng)用子系統(tǒng)橫跨安全I(xiàn)區(qū)和II區(qū)。在不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域之間采用防火墻或者物理安全裝置隔離。系統(tǒng)采用開放式網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與EMS，DMS等系統(tǒng)連接。

4 結(jié)語(yǔ)

本文在設(shè)計(jì)一個(gè)分布式發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的整體方案。首先對(duì)分布式發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接著介紹了分布式發(fā)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，包括介紹系統(tǒng)預(yù)測(cè)尺度分類、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集功能以及系統(tǒng)軟件主要預(yù)測(cè)功能。

參考文獻(xiàn)

[1]張逸，林焱，吳丹岳.電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，2（5）：44.

[2]王慧敏.含分布式電源的配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析[D].太原理工大學(xué)，2016.