分布式光伏监测难？并网型分布式光伏系统光伏功率预测方案

一、分布式光伏发电系统   安科瑞 邹玉丽  
分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。 

特点： 输出功率相对较小。容量在数千瓦以内。 污染小，环保效益突出。发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。 能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。 发用电并存。分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。 

二、系统架构设计
系统采用三层分层架构，实现数据采集、传输与分析的协同运作：  

1. 现场设备层
  - 核心设备：  
    - AM5SE公用测控装置：实现电气参数（电压、电流、功率）的实时监测与开关状态采集。  
    - APView500电能质量在线监测装置**：监测谐波、电压闪变、频率偏差等参数，满足国标A级精度要求。  
    - 防孤岛保护装置（AM5SSE-IS）：检测电网异常并快速切断并网点，防止孤岛运行风险。  
    - 频率电压紧急控制装置（IPC200）：应对电网扰动，实现低周减载和高电压保护。  
  - 配套设备：直流电源系统（含蓄电池）、UPS电源，确保二次设备供电可靠性。  

2. 网络通信层
  - 智能网关（ANet-2E4SM）：支持多协议转换与数据加密，通过有线/无线方式上传至监控平台。  
  - 纵向加密装置：保障数据传输安全性，满足电网调度通信要求。  

3. 平台管理层
  - 分布式光伏监控系统平台：集成数据可视化、告警管理、远程控制等功能，支持与调度主站（DMS系统）对接。  
  - 云端扩展能力：支持大数据分析与AI预测，实现发电量预测、设备健康度评估。  

三、关键技术方案

1. 继电保护与安全自动装置 
  - 线路保护：配置方向过流保护，快速切除短路故障，缩小停电范围。  
  - 孤岛保护：结合主动频率偏移法，确保电网失压时0.2秒内断开并网点。  
  - SVG动态无功补偿：调节功率因数，抑制电压波动，提升电能质量。  

2. 调度自动化与远动通信
  - 四遥功能（遥测、遥信、遥控、遥调）：实时上传主断路器状态、并网点功率、频率等数据至调度中心。  
  - 北斗/GPS时钟同步：确保全网时间基准统一，支持毫秒级事件记录。  

3. 电能质量综合治理
  - 多层级监测：在并网点、变压器侧部署在线监测装置，实时跟踪THD（总谐波失真）、三相不平衡等参数。  
  - 光储协同控制：通过储能系统平抑光伏出力波动，减少对电网的冲击。  

4. 智能运维与数据分析
  - 设备健康诊断：利用历史数据训练AI模型，预测逆变器故障、组件衰减等问题。  
  - 移动端管理：支持APP远程查看发电量、告警信息，提升运维响应效率。

四、光功率预测  

根据《光伏发电站接入电力系统的技术规定》GB/T 19964-2012的相关要求，装机容量10MW及以上的光伏发电站应配置光伏发电功率预测系统，系统具有0h-72h短期光伏发电功率预测以及15min-4h超短期光伏发电功率预测功能。  

光伏发电功率预测系统通过采集数值天气预报数据、实时环境气象数据、光伏电站实时输出功率数据、光伏组件运行状态等信息，可按照电网调度技术要求，实现标准格式的短期功率预测（预测光伏电站未来0h-168h的光伏输出功率，时间分辨率为15min）、超短期功率预测（预测未来15min-4h的光伏输出功率，时间分辨率为15min），以及光伏电站实时气象数据、装机容量、投运容量、最大出力等信息的上报。同时，光伏电站的功率预测与主站之间应具备定时自动和手动启动传输功能。 

审核编辑 黄宇