新能源安全稳定系统方案 – 南京鼎臻自动化科技有限公司_官网 http://densens.com Mon, 29 Apr 2024 03:05:55 +0000 zh-Hans hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.8.1 http://densens.com/wp-content/uploads/2024/05/cropped-鼎臻LOGO(2021)2-32x32.png 新能源安全稳定系统方案 – 南京鼎臻自动化科技有限公司_官网 http://densens.com 32 32 LoRa自组网汇流箱监测系统 http://densens.com/?p=1892 http://densens.com/?p=1892#respond Mon, 25 Mar 2024 07:19:47 +0000 http://densens.com/?p=1892

方案背景 / Background of the plan 

集中式光伏电站拥有成百上千个汇流箱,多采用RS485有线方式实现汇流箱数据采集。该通讯方式施工复杂,维护麻烦,经常出现通讯中断、单点故障引起系统瘫痪且很难快速定位问题点等问题。

光伏电站汇流箱采集现状

 

技术选型 / Technical selection 

LoRa(Long Range Radio,远距离无线电)无线MESH组网通信技术,是新一代物联网通信技术,目前已大量应用于智慧城市,智能工厂等场景,具有以下优点:

  • LoRa网络具有传输距离远,工作功耗低,组网节点多,抗干扰性强,低成本等特点;
  • 传输距离远:灵敏度-148dBm,通讯距离可达几千米;
  • 工作能耗低:Aloha方法有数据时才连接,电池可工作几年;
  • 组网节点多:组网方式灵活,可以连接多个节点;
  • 抗干扰性强:协议里面有LBT的功能,基于aloha的方式,有自动的频点跳转和速率自适应功能;
  • 低成本:节点/终端成本低。

综上所述,LoRa无线通信方案具有安装维护简易,免布线,故障易排查易处理,单点故障不影响整体数据传输,综合成本低等优势,适用于新建或改造的光伏电站。

 

设备及网络设计方案 / Equipment and network design scheme 

采用基于LoRa的无线自组网技术,实现区域内数据采集,整体架构如下图所示:

系统设备包括以下部分:

  • 每个汇流箱通过RS485通讯线和LoRa子节点连接,32个LoRa子节点连接1个LoRa主节点;
  • LoRa主节点通讯频率可选410M~442M;每个主节点间隔3M,可支持最大384个LoRa子节点和汇流箱接入;未来若需要扩展汇流箱的数量,可通过LoRa台区设置,可支持上万个终端接入;
  • LoRa主节点通过RS232接入箱变测控。

 

设备配置 / Equipment configuration 

序号

名称

型号

参数

单位

备注

1

LoRa子节点

DDS-612A

RS485+LoRa通讯:子节点

按需配置

2

LoRa主节点

DDS-612B

RS232+LoRa通讯:主节点

按需配置 

3

箱变测控

DPS-8675A

支持LoRa主节点接入

按需配置 

4

技术服务

定制

安装终端,接线,调试,通讯调试,接入系统,联调投运,系统培训

 
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分布式电源并网防逆流系统 http://densens.com/?p=1880 http://densens.com/?p=1880#respond Mon, 25 Mar 2024 04:04:24 +0000 http://densens.com/?p=1880

方案背景 / Background of the plan 

“碳达峰”、“碳中和”是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革,加快构建以新能源为主体的新型电力系统,是实现双碳目标的重要推动力。太阳能则是新能源的主力军。

在电力系统中,一般都是由配电变压器向电网内各负载送电,称为正向电流。安装光伏电站后,当光伏系统功率大于本地负荷的功率时,消纳不完的电力要送入电网,由于电流方向和常规不一样,所以叫逆流。

在光伏发电系统中,根据光伏并网系统是否允许通过配电变压器向主电网馈电,一般分为可逆流光伏并网发电系统和不可逆流光伏并网发电系统。不可逆流光伏系统是指光伏系统的发电量始终小于或等于负荷的用电量,发电量不足时由电网供电,即光伏系统和电网并接一起向负荷供电。

光伏逆变器在将光伏组件产生的直流电变换成交流电时,会夹杂有直流分量和谐波;同时,剩余光伏电力通过配电变压器向大电网送电存在不可调度的情况。所以,目前部分电力部门只允许光伏系统并入市电电网,但不允许剩余电力通过配电变压器向大电网馈电。光伏场站防逆流并网系统解决方案应运而生。

 

解决方案 / Solution  

☆ 应用场景

(1)分布式光伏

(2)屋顶光伏

☆ 系统方案

光伏场站防逆流并网系统架构图

光伏场站防逆流并网系统,通过采集并网点电压、电流信号,计算输入电网的功率或接入点靠近电网侧的电能潮流方向,一旦光伏场站向电网输入能量,立即控制逆变器降低输出功率,从而达到光伏系统防逆流的功能。

光伏场站防逆流并网系统,根据正流及逆流大小,计算场站需要改变总出力的大小,然后计算分解到每台光伏逆变器的出力大小。将每台光伏逆变器需要改变的出力目标值通过网络输出到每一台光伏逆变器,光伏逆变器根据下发的目标值进行负荷的调节,达到快速防逆流响应和主动发电平衡负荷的目的。

 

技术点 / Technical characteristics 

☆ 并网点数据高精度实时采集计算

可以采集并网点CT&PT模拟量信号,计算并网点电压,电流,有功功率,无功功率,功率因数,频率,序分量,不平衡电压等,同时能对采集数据、计算数据、以及策略数据进行存储。

 

☆ 控制点灵活选择

可根据不同光伏场站的拓扑结构,合理的选择控制点,以满足电网和用户的要求。

 

☆ 保护策略完善

系统配置过流、零序过流、高低频、高低压、零序过压、逆功率等保护功能。

 

☆ 智能分配策略控制

快速防逆流响应控制方案考虑了每台光伏逆变器的实际运行状况,根据整站的约束条件分配最优的控制策略。

 

☆ 录波功能

可以根据用户需求对控制系统所有电气量进行录波,便于进行故障分析。

 

☆ 硬件平台

采用高性能的处理模块、组件和人机界面,实现了高性能、高可靠性、免风扇、低功耗的整机一体化的工业级设计,保障了系统的安全稳定;高精度的计算模块增加了控制策略的可靠性。

 

☆ 软件平台

基于先进的多任务操作系统平台,优化的软件系统结构,大大提高软件系统的可靠性,保障整个系统具有优异的整体性能。

 

☆ 地监控平台

独立后台监控系统,运行数据监视,实时调频曲线展示,支持积分电量查询,历史数据统计查询,人机界面定制。

 

☆ 标准化设计

遵循完整、开放、标准的技术体系设计,易于和其它厂商的产品互联互通。

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分布式储能单元就地控制系统 http://densens.com/?p=1873 http://densens.com/?p=1873#respond Mon, 25 Mar 2024 03:02:31 +0000 http://densens.com/?p=1873

方案背景 / Background of the plan 

随着可再生能源的快速建设和发展,越来越有必要将不断变化、间歇式的电力输出转变成更稳定和可靠的电力供应。分布式储能系统通过调节负荷,吸收电力峰值,在电力供应突然降低时注入电力,就地能源存储可以缓解由可再生能源生产输出所造成的电源波动,同时参与电网的调峰、调频、削峰填谷。分布式模块化储能系统接入位置便利,容量配置灵活,目前多在中低压配电网、分布式发电及微电网、用户侧应用。

为了更好地对分散式模块化储能单元实施安全、高效的管理,并友好接入站控层EMS实现全局化管控,需配置就地控制装置对单个储能方阵实施数字化采集、智能化保护、自动化控制以及信息化管理。

 

解决方案 / Solution  

分布式储能方阵通常由若干个模块化储能单元有机组合,直流侧独立运行,交流侧进行汇流后再接入升压变压器,单个方阵由模块化储能单元、交流汇控柜、升压箱变组成。系统构架图如下图所示。

分散式模块化储能一次结构示意图

模块化储能单元中包含了直流电池、BMS、PCS、消防、冷却系统、门禁等。汇控柜中包含了交流汇流母线、分支断路器、接线端子排、供电电源、交换机、就地控制装置等。就地控制装置具备以太网通讯连接PCS实施数据采集和功率控制,具备以太网通讯连接BMS采集电池相关信息,具备RS485接口用于接入消防和水冷系统,具备开入接口接入门禁及消防信号,具备继电器开出接口用于控制分支断路器的分合,具备交流采集接口用于采集和计算汇流母线的电压、电流及功率等电气参数。就地控制器与储能模块化单元的通讯及控制原理图如下图所示:

分散式模块化储能就地控制原理示意图

 

方案配置 /  Scheme configuration 

单个分散式模块化储能方阵

方案设备清单

序号

设备类型

型号及名称

技术规格及功能要求

单位

数量

1

嵌入式

装置

DPS-8674分散式储能就地控制装置

具备保护、测控、远动、对下规约管理、有功功率控制、无功功率控制功能

1

2

交换机

DPS-8192工业以太网交换机

24百兆电口/2百兆光口(单模SC)

2

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储能监控与协调控制系统 http://densens.com/?p=1633 http://densens.com/?p=1633#respond Wed, 20 Mar 2024 08:55:03 +0000 http://densens.com/?p=1633

设计原则 / Design principles

 

架构方案 / Network architecture scheme

目前主流储能/微网项目中使用的网络架构:

– 无快速功率控制方式 –

– 独立控制网快速功率控制方式 –

– 共网快速功率控制方式 –

 

硬件架构 / Hardware architecture

系统部署于I区,与升压站监控共网部署,与升压站二次系统仅做逻辑上的区分,IP统一规划。

系统由间隔层、站控层组成,通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。

 

软件架构 / Software architecture

系统横跨I区、II区和Ⅳ区,一体化平台支撑监控与分析应用。

 

系统界面 / System interface

 

技术特点 / Technical characteristics

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微电网系统解决方案 http://densens.com/?p=1624 http://densens.com/?p=1624#respond Wed, 20 Mar 2024 08:28:56 +0000 http://densens.com/?p=1624

方案简介/ Introduction to the plan  

微电网(或“微网”)是指由分布式电源、储能系统、能量转换系统、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,具有提高能源利用效率、提高供电的安全性和可靠性、减少电能传输损耗、减少对环境影响等优点。根据微电网是否与外部大电网联接,可分为联网型微电网和独立型微电网。联网型微电网一般应用于工业园区、企业、社区、医院、学校等区域,具有并网和独立两种运行模式,在并网工作模式下,与配电网并网运行,实现能量的双向交换;在外部电网供电中断的情况下,可转为孤岛运行模式,提高了供电可靠性。独立型微电网一般应用于大电网未覆盖的农村、海岛等偏远地区,不与常规电网相联接,孤岛运行,利用自身分布式电源满足微电网内负荷需求。

鼎臻自动化为联网型和独立型微电网提供优化配置、稳定运行仿真分析以及安全、稳定、可靠的解决方案,控制系统采用分层分布式设计并继承了智能变电站 IEC61850 过程层技术,通过不同层次控制保护之间的协调配合,实现微电网系统的稳定、经济运行,并能大大提高分布式清洁能源接入电网的比例。

– 微电网系统图 –

 

技术介绍 / Technical Introduction

微电网系统分析针对用户需求和难点,综合考虑系统安全稳定、新能源消纳和系统运行效率等因素,制定电源、储能优化配置方案、系统安全稳定分析及控制策略,为用户提供经济、安全、可靠的定制化微电网解决方案。

微网系统分析提供的咨询服务内容及流程如下:

1)  系统收资

包括负荷、气象、场地、经济资料及电网数据的收集,作为系统建模的输入条件;

 

2)  电力电量平衡分析

综合考虑多种约束条件,进行电力电量平衡计算,初步得到新能源、储能、柴油发电机配置待选方案,形成仿真边界;

 

3)  微电网系统时序仿真

综合考虑风光资源特性及负荷情况、设备寿命及成本等因素,建立微电网时序仿真模型,模拟项目周期内微电网 8760 小时实际运行情况;

 

4)  多方案综合比选和容量优化

综合考虑方案经济性、可靠性等各项因素,对方案进行比选。比选因素包括:净现值、度电成本、弃光弃风率、柴油、运行曲线是否合理等。选取经济性最优且满足可靠性要求的方案为优选方案;

 

5)  系统安全稳定校核

通过暂态建模仿真评估微电网在大容量冲击负荷、新能源功率突变、短路故障、非计划性离网等情况下的稳定特性,进一步校核并修正微电网配置方案。在此基础上,提出微电网综合控制策略;

 

6)  系统其它安全稳定问题分析

针对微电网存在的其它安全稳定问题,依托建模仿真提出控制策略,提升微电网电压和频率稳定性。

 

系统特点 / System characteristics 

  • 支持在 Homer、DIgSILENT、PSCAD、PSSE、BPA、PSASP 等国内外主流电力系统仿真平台下的数字建模和系统分析,灵活适应国内外不同地区的系统分析需求;

 

  • 支持微电网时序建模仿真,考虑多种技术、经济因素,进行全年 8760小时滚动实时仿真, 模拟项目周期内微电网实际运行情况,依据可靠性和经济性指标,进行微电网配置方案研究和容量优化;

 

  • 支持风电、光伏、柴发、水电等微电源的自定义建模,可准确模拟计算包括负荷、新能源在内的源荷双重不确定性,合理制定柴发、储能等主调节电源在不同运行方式下的控制策略;

 

  • 具备潮流分析、准动态仿真、谐波分析、短路计算、机电暂态仿真、电磁暂态仿真等系统分析功能,实现微电网多时间尺度下的仿真计算,制定和验证正常运行及紧急控制情况系统安全稳定控制策略,提升微电网安全稳定性;

 

  • 支持常规交流、交直流并列运行等结构的海岛型微电网建模及仿真,针对系统运行方式、电源工作模式及其切换、储能控制方案及控制策略等提出合理化建议,保障系统安全稳定水平。
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新能源快速功率调控系统解决方案 http://densens.com/?p=513 http://densens.com/?p=513#respond Thu, 04 Jan 2024 12:54:27 +0000 http://densens.com/?p=513

方案简介 / Introduction to the plan  

DPS-8618智能新能源快速功率调控装置适用于新能源风电站以及光伏电站,主要作用为稳定并网点频率、提高新能源电站的功率响应速度。

DPS-8618智能新能源快速功率调控装置同时具备自动发电控制(Automatic Gain Control,AGC)与一次快速调频功能,在检测并网点电压、电流以及频率的同时可协同AGC或单独对全站发电单元(逆变器、风机)进行控制,使其在并网点具备参与电网频率快速调整能力。相关性能满足《国家能源局西北监管局关于开展西北电网新能源场站快速频率响应功能推广应用工作的批复》(西北能监市场[2018]41号文件)。

 

方案概述 / Overview of the plan  

新能源快速频率响应系统,通过采集并网点电压、电流信号,计算电网频率。当电网频率发生偏移时,能够按照有功-频率下垂特性曲线完成系统的一次调频响应:当频率上升时能够主动减少有功输出;当频率下降时,在限功率状态下能够主动提升功率。

新能源快速频率响应系统,根据有功-频率下垂特性,计算场站需要改变总出力的大小,然后计算分解到每台光伏逆变器或风机变流器的出力大小。将每台光伏逆变器或者风机变流器需要改变的出力目标值通过网络输出到每一台光伏逆变器或风机变流器,光伏逆变器或风机变流器根据下发的目标值进行负荷的调节,达到快速频率响应和主动支撑的目的。

 

应用场景 / Application scenarios  

2018年8月国家能源局西北监管局正式出台政策文件对新能源快速频率响应进行大规模商用推广,随后云南、华中、华北能监局、南网相继下发文件要求新能源电站必须具备快速调频功能。

 

技术特点 Features  

☆ AGC协调功能

新能源快速频率响应系统与AGC控制相协调,二者满足电网规定的闭锁/叠加逻辑。

 

 ☆ 并网点数据高精度实时采集计算

可以采集并网点CT&PT模拟量信号,计算并网点电压,电流,有功功率,无功功率,功率因数,频率,序分量,不平衡电压等,同时能对采集数据、计算数据、以及策略数据进行存储。

 

 ☆ 控制点灵活选择

可根据不同风电场的拓扑结构,合理的选择控制点,以满足电网和用户的要求。

 

 ☆ 智能分配策略控制

快速频率响应控制方案考虑了每台光伏逆变器/风机的实际运行状况,根据整站的约束条件分配最优的控制策略。

 

 录波功能

可以根据用户需求对控制系统所有电气量进行录波,便于进行故障分析。

 

 ☆ 快速可靠的场站通讯解决方案

1) 快速调频装置利用光纤环网直接与箱变测控通讯,保证了通讯的高效率;

2) 对于现场箱变测控通讯延时较大的场合,可采用专用通信单元,以满足通讯响应的要求。

 

 ☆ 硬件平台

采用高性能的处理模块、组件和人机界面,实现了高性能、高可靠性、免风扇、低功耗的整机一体化的工业级设计,保障了系统的安全稳定;高精度的计算模块增加了控制策略的可靠性。

 

 ☆ 软件平台

基于先进的多任务操作系统平台,优化的软件系统结构,大大提高软件系统的可靠性,保障整个系统具有优异的整体性能。

 

 就地监控平台

独立后台监控系统,运行数据监视,实时调频曲线展示,支持积分电量查询,历史数据统计查询,人机界面定制。

 

 ☆ 标准化设计

遵循完整、开放、标准的技术体系设计,易于和其它厂商的产品互联互通。

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