光伏系统智能测控方案：电能质量监测SINEAX系列

以电网友好的方式运行光伏系统——光伏系统光伏系统智能测控方案

任务定义

由于配电网中动态负荷的增加和分散的馈电，使得整个电网设备与人员的负荷变得越来越大。馈线和负载的双向行为，以及由此增加的不平衡，造成了“系统中的压力”。

尤其是由于光伏发电系统，当有足够的光照时，其以高度动态的方式向电网馈电，但无论负载如何，都要找到一种解决方案，以便基于负载和馈电实现系统的自动控制，但要考虑到动态。重要的是，硬件和软件支持现有系统，即它们也可以适用于旧项目改造。

概念理念

根据配电网中的电气状态值，太阳能逆变器现在将通过绿色发电系统的控制器直接自动控制（注1），在这种情况下为“太阳能日志库”。Camille Bauer的SmartGridBox将安装在各种低压配电箱中，以记录测得的值。在这种特定情况下，测量数据通过带VPN的LTE路由器传输到数据中心。在那里，配电箱中的分散式SmartGridBox Leader又通过LTE VPN进行处理。SmartGridBox Leader根据与接收到的测量数据相比较的阈值向绿色发电系统控制器发送步进信号。

然后，绿色发电系统的控制器将接收到的信号转换为控制命令，以减少或馈入PV逆变器。几个光伏系统连接到同一个电网连接点（例如配电箱）是很常见的。如果配电箱违反了限值，则必须有可能影响受影响区域内的所有光伏系统。否则，这会给生产者带来问题，也不是非歧视性的。同样重要的是，由于在关键基础设施中的使用，SmartGridBoxes上的集成网络安全（OT）也在防御直接操纵方面发挥着重要作用。

注1：绿色发电系统控制器的意义

实施

一个去中心化的系统正在建立所谓的SmartGridBoxes。配电箱（低压）的各个状态被动态记录。收集的值通过LTE路由器、网关等发送到具有集成测量仪器的去中心化SmartGridBox Leader（PV5000L）。

在那里，将各自的状态与目标值进行比较。根据测试结果，对逆变器进行控制，以便光伏系统只在对电网有用的情况下向电网提供无限的电力。通常，在触发控制命令之前，电压状态(极限值)必须在几分钟内不稳定。

图：技术说明

注2：DB=配电箱

注3： VPN网络(移动和/或宽带)可以由客户提供，也可以由安全的集成系统(如BentoNet)提供。

产品特点：

SmartGridBox Leader «PV-Box 5000L»

测量仪器和控制单元采用CENTRAX CU5000

集成CodeSys应用程序:

用于输入参考设定值和触发条件

发送远控值(例如向控制器发送)

用于电流检测的罗氏线圈传感器

电压检测

LTE路由器或网关

防雷模式可选

全面的综合网络防护

IP65外壳，预接线

外壳的外部尺寸，不包括安装支架

360 × 160 × 91mm

SmartGridBox Follower «PV-Box 5000F»

测量仪器和控制单元采用多功能变送器SINEAX DM5000

用于电流检测的罗氏线圈传感器

电压检测

LTE路由器或网关

防雷模式可选

全面的综合网络防护

IP65外壳，预接线

外壳的外部尺寸，不包括安装支架

360 × 160 × 91mm

内部视图

外部视图

罗氏线圈外部视图

系统优势

该系统使配电网运营商能够直接使用测量的状态数据来保持电网的平衡。因此，可以控制无负载的功率，尤其是在阳光充足的时期。由于采用了多功能变送器SINEAX®DM5000测量技术和CENTRAX®CU5000组合测量和控制单元的分散式解决方案，该系统具有高度的可扩展性和灵活性。此外，该系统自主工作，因此不会给现有的控制系统带来负担，从而在很大程度上降低了复杂性。

此外，该系统是自主工作的，因此不会给现有的控制系统带来负担，从而大大降低了复杂性，为了尽快实施试点和推出，连贯的硬件和软件组件是必不可少的。SmartGridBoxes的简单安装及其紧凑的外部尺寸允许用户快速，轻松地将系统投入运行。这也包括当前的测量，它可以很容易地安装在现有的系统中，使用预组装和预配置的罗氏线圈。

 

一旦安装了硬件，就可以直接在现场或远程记录和设置参数。根据手机连接情况，可保证随时在线监控状态。当然，只要测量和处理位置有可用的连接，该系统也可以通过有线网络进行通信。

上图：用于光伏系统应用的智能测量和控制系统的带电状态

上图：光伏系统智能测控系统应用配置

SmartGridBoxes不仅可以记录母线上的功率和负载数据，还可以根据IEC 61000-4-30监控跟随器上的电能质量，甚至可以显示一致性，例如根据EN 50160 A级。该系统可以选择更进一步，允许单独测量单个输出电路，使其更接近智能电网。

从整体上看，为保证并网处发电系统的上网管理符合电网要求，在该系统中配置合适的直流控制器是非常重要的。还应该指出的是，试点阶段被视为学习阶段，这通常是智能电网主题的重要特征之一。这是首先通过度量数据创建透明度的地方，然后用于做出决策(如果可能的话是自动化的)。

审核编辑 黄宇