요약: 스마트 전력망의 신속한 발전과 신에너지 기술의 보급과 응용에 따라 태양에너지는 청정에너지로서 사회 생산 생활의 중요한 에너지 원천이 되었다.분산태양광발전소는 건설투입이 적고 공간수요가 적은 우세로 전력공급의 긴장을 완화하는 면에서 중요한 역할을 발휘하고있다. 특히 우리 나라가 에너지절약과 오염물방출감소와 록색발전을 추진하는 정책의 배경하에서 그 발전추세는 특히 맹렬하다.그러나 이런 발전소는 장기간 옥외환경에 처해있어 운행과정에 각종 고장문제가 더욱 쉽게 나타날수 있다.그 분포 범위가 넓고 구조가 분산되어 통일된 운영 관리 체계가 부족하기 때문에 운영 업무는 많은 도전에 직면하게 된다: 효율이 낮고 원가가 고공행진하며 조작 난이도가 높고 경제 효익이 이상적이지 않다. 이런 요소들은 모두 운영 인원의 적극성에 심각한 영향을 미쳐 운영 품질을 효과적으로 보장하기 어렵다. 어떻게 완벽한 운영 관리 체제를 구축하는 것이 가장 중요한 것이 된다.

키워드: 신에너지 기술;분산 태양광;운영 관리

1. 개요

호북성 형문신중과 방직 등 지붕태양광발전프로젝트 (이하"본 프로젝트"로 략칭함.) 는 국가의"에너지구조를 최적화하고 더욱 청결하고 믿음직한 에너지를 제공한다."는 호소에 호응하여 건설에 투자하는 분포식태양광발전응용시범프로젝트이다.

본 프로젝트는 호북성 형문명연장식공정유한공사 옆에 위치하며, 기존 공장 지붕을 이용하여 분포식 태양광발전프로젝트를 건설하며, 총 건설규모는 약 8340kW이다. 태양광발전부품은 형문시 동보구 신대서로에 위치하며, 사용자배전소를 통해 공공전력망에 접속하며, 형문시전력공급회사의 관리범위에 속한다.

본고는 먼저 발전소 운행 상태를 실시간으로 평가하여 이상 상황을 제때에 발견할 수 있도록 한다.다음으로 운수배치방안을 과학적으로 계획하여 운수효률과 질을 제고하는 동시에 운영원가를 낮추어야 한다.

프로젝트 현장

2.기존 전력망 상황

기존 사용자 배전소는 10kV 사용자 변화로 역내에 10kV 변압기 7대를 새로 건설하고 변압기 용량은 2000, 1600, 1250, 2000, 630, 1250, 1000kVA이며 태양광 발전 단위에서 발생한 직류전기는 인버터를 통해 교류전기로 역변한 후 7대의 신규 변압기를 거쳐 10kV로 승압하여 10kV 케이블 T를 통해 220kV 변전소에 연결한다.현재 이 변전소는 접속 및 재중 분산 전원 총 용량이 127.1MW이므로 나머지 접속 가능 용량은 52.71MW이다. 당기 접속 수요를 충족한다.

기존 전원 공급 다이어그램은 다음과 같습니다.

사용자 배전소 현재 전력 공급 설명

3. 기술 방안

이 항목은2개의 병렬점포는 인터넷에 접속하고 2개의 병렬점포의 설비용량은 각각 5.99MW, 2.535MW (교류측) 로 7개의 태양광발전단위로 구성되였다.이 프로그램 운영 모델은 전액 인터넷 접속이다.공장 지붕을 이용하여 태양광 발전 시스템을 건설하고, 핵심 설비인 태양광 부품, 인버터, 변압기 등은 국내 제품을 채용한다.본 프로젝트의 태양광 발전 시스템이 출력하는 직류 전기는 그룹 직렬 인버터를 통해 교류 전기로 변환된 후, 현지에서 10KV로 승압하고, 스위치 캐비닛을 통해 1회 출선을 통해 공장 구역 10KV 입선 모선의 사용자 측에 접속하여 네트워크 연결을 실현한다.변전소는 최근 3년간 소부하가 평균 -0.15MW이며, 주변 N-1의 경우 다른 주변 부하가 80% 를 넘지 않는 것을 고려할 때 이 변전소가 접속할 수 있는 분산형 태양광 용량은 179.81MW이며, 현재 이 변전소는 이미 접속 및 이동 중 분산형 태양광 용량이 총 127.1W이므로 나머지 접속 가능 용량은 52.71MW이다. 당기 접속 수요를 만족시킨다.태양광 모니터링 시스템은 스테이션 제어 층, 지층, 구조에 따라 통신 관리기 또는 프로토콜 변환기를 통해 태양광 발전 시스템 설비 층의 각종 설비 (인버터, 고립 방지 보호, 고장 해열 장치, 전력 품질 모니터링 장치, 직류 스크린 등 설비) 정보를 수집하고 처리하여 처리된 데이터를 SCADA 시스템과 원동 장치에 업로드한다.원동체 장치 데이터는 세로로 암호화된 후 4G/5G 무선 통신망을 통해 징먼 전력 공급 회사에 업로드될 것이다.

3.1.승압 변압기 및 고저압 배전 설비

이 프로젝트에는 3000KVA의 건식 변압기 7대가 장착되어 있습니다.정격 전압 10.5±2×2.5%/0.38kV, 배선 구성은 Dy11입니다.교류 주파수는 50Hz로 야외에서 사용할 수 있으며 에너지 효율 등급은 국가 규범의 요구를 만족시킨다.

3.2.릴레이 보호 및 안전 자동 장치

본 태양광 발전소 내의 주요 전기 설비는 마이크로컴퓨터 보호를 채택하여 정보 전송을 만족시킨다.부품 보호는 계전 보호 및 안전 자동 장치 기술 규정(GB14285-2006)에 따라 구성됩니다.

1) 회선 보호

본 프로젝트는 10kV 병렬로 태양광 스위치 스테이션 총 출선 스위치 권장 태양광 스위치 스테이션 총 출선 스위치 배치 선로 방향 과류 등 보호, 복압과 방향 폐쇄가 가능한 3단 과류 보호, 3단 영차례 과류 보호, 과부하 및 저주 적재 기능을 포함하여 선로에 고장이 발생할 때 신속하게 제거하고 사고 범위가 확대되지 않도록 한다.

2) 주파수 전압 이상 비상 제어 장치

본 프로젝트의 태양광 및 지점 차단기는 압력 상실 스위치 기능을 갖추어야 하며, 중합 브레이크를 설치하지 않고, 인버터 내 저압 보호와 주파수 보호를 통해 해열을 실현할 수 있으며, 독립적인 안전 자동 장치를 배치하지 않는다.

3) 고립 방지 탐지 및 안전 자동 장치

외딴 섬 방지 능력을 갖춘 인버터를 사용하려면 인버터는 외딴 섬을 신속하게 모니터링하고 외딴 섬을 모니터링한 후 즉시 전력망과의 연결을 끊는 능력을 갖추어야 하며, 그 외딴 섬 방지 보호 방안은 계전 보호 배치, 주파수 전압 이상 긴급 제어 장치 배치와 저전압 통과와 서로 협조해야 한다.

4) 전기에너지 품질 모니터링

공공 연결 지점에 GB/T 19862"전기 에너지 품질 모니터링 설비 통용 요구"표준 요구를 만족시키는 A류 전기 에너지 품질 온라인 모니터링 장치 세트를 설치한다.전압, 주파수, 고조파, 출력 인수 등을 포함한 전력 품질 모니터링 매개변수는 전력 품질 모니터링 데이터를 적어도 1년 동안 보존해야 한다.

3.3.시스템 스케줄링 자동화

이 프로젝트는 10kV 전압 등급을 네트워크에 연결하기 위해 독립적인 정보 전송 설비를 통해 태양광 발전소의 유공, 무공, 출력 인수, 인버터 데이터, 전력 및 스위치, 브레이크 상태량, 출력 조절 데이터와 출력 예측 데이터 등 정보를 스케줄러에 업로드해야 하며, 경기장은 AGC 장치를 설치하여 유공 출력 제어 지령을 수신하고 자동으로 집행하는 능력을 갖추어야 한다;한 번의 주파수 변조 능력을 갖추어야 한다;10kV 발전 시스템은 중기, 단기 및 초단기 전력 예측 데이터를 보고해야 한다.

3.4.계량

본 프로젝트에서 채택한 운영 모델은 전액 인터넷 접속, 점포 총 2개, 관문 총 1개로 모두 태양광 출선처에 설치되어 있다.이 항목의 계량 구성 원칙은 다음과 같습니다.

(1) 게이트 계량점에 3개의 3상 3선 전력계를 배치하여 양방향 계량 기능을 갖추고 있으며, 사용자와 전력망 사이의 상하망 전력량을 계량하는 데 사용된다.게이트 계량점에 GPRS 전기 사용 현장 관리 시스템을 구성하여 데이터 수집 및 사용자 전기 사용 결제에 사용합니다.

(2) 병합점포에 C급 전력계량기와 GPRS 전력사용현장관리시스템을 설치하여 발전량정보수집 및 마케팅시스템 원격전송에 사용한다.구체적인 설비 배치 규모는 현장 실제를 기준으로 한다.

신규 및 네트워크 1태양광 1차 차트

신규 및 점포 2태양광 1차 차트

4. 시스템 구조

본 프로젝트의 태양광 발전소는 종합 자동화 시스템을 배치하고, 앙코르 전기 주식유한공사가 제공하는 Acrel-1000 분산 태양광 전력 모니터링 시스템을 채용하여 보호, 제어, 통신, 측정 등 기능을 갖추고 있으며, 태양광 발전 시스템, 스위치 스테이션의 전체 기능 종합 자동화 관리를 실현할 수 있다.본 프로젝트의 인버터, 고저압 설비 등 상태 신호는 모두 본 모니터링 시스템에 접속해야 한다.

본 프로젝트의 태양광 발전소 모니터링 시스템은 두 부분을 포함한다: 역 제어 층과 현지 층, 네트워크 구조는 개방식 계층, 분포식 구조이다.

모니터링 시스템은 이더넷을 통해 지층과 연결되고, 지층에 대해 서로 다른 기능, 시스템에 따라 구분하며, 상대적으로 독립적인 방식으로 인버터 구역 또는 상자 변화에 분산되어 있으며, 역 제어층 및 네트워크가 효력을 상실한 상황에서 지층에 대해 여전히 독립적으로 현지 각 전기 설비의 모니터링을 완료할 수 있다.

스테이션 제어층은 컴퓨터 네트워크로 연결된 서버, 운영자 스테이션, 원동역 등으로 구성되어 있으며, 스테이션 내에서 운행하는 휴먼 컴퓨터 인터페이스를 제공하고, 관리 제어 대지층 설비 등 기능을 실현하며, 전체 스테이션 모니터링, 관리 센터를 형성하고, 원격 제어 센터와 통신하는 인터페이스를 갖추고 있다.

지층 설비는 스마트 측정 제어 단위, 네트워크 시스템 통신 단위, 인버터 데이터 수집 단위, 다기능 전기 에너지 계량기 등으로 구성되며, 주요 전기 설비는 마이크로 컴퓨터 보호, 외딴 섬 방지 보호, 전기 에너지 품질 온라인 모니터링 장치, 고장 해열 장치, 다기능 계기, 인버터, 상자 변화 측정 제어 등 설비를 포함한다.그것은 현장의 원시 데이터를 직접 수집하여 처리하고, 네트워크를 통해 역 제어층 모니터링 메인 스테이션에 전송하며, 동시에 역 제어층에서 보내온 제어 조작 명령을 수신하고, 유효성 판단, 폐쇄 검측, 동기 검측 등을 거쳐 최종적으로 설비에 대해 조작 제어를 진행한다.

각 태양광 발전 단위에는 무선 발사 기능을 갖춘 데이터 수집 장치가 장착되어 있으며, 각 태양광 부품 데이터, 인버터 파라미터, 측정 제어 장치, 스마트 계량 계량기의 데이터를 수집하여 포장한 후 무선 네트워크를 통해 모니터링 시스템에 전송하여 감시를 실현한다.

모니터링 시스템 네트워크 구조도

프로젝트 구성 장치 목록은 다음 표와 같습니다.

5. 시스템 기능

5.1.분산 태양광 발전소 운영 관리

Acrel-1000 분산 태양광 전력 모니터링 시스템 경보 처리는 사고 경보와 예고 경보로 나뉜다.전자는 비조작으로 인한 차단기 스위치와 보호장치 동작 신호를 포함하며, 후자는 일반 설비 변위, 상태 이상 정보, 아날로그 양 한계/재제한, 컴퓨터 스테이션 제어 시스템의 각 부품, 현지 단위의 상태 이상 등을 포함한다.

(1) 사고 신고

사고 경보가 발생하면 공용 사고 경보기는 즉시 음향 경보를 발송하고, 감시 화면에는 색상 변경과 깜박임으로 이 설비의 변위를 표시하며, 동시에 빨간색 경보 조문을 표시하고, 프린터는 경보 조문을 인쇄하며, 데이터 전달 장치는 원격 제어 센터로 경보 메시지를 발송한다.사고 신고는 수동 또는 자동 방식으로 확인한다.

(2) 예고 신고

예고 경보 발생 시 그 처리 방식은 사고 경보 처리와 동일한 것 외에 음향과 제공 정보 색상은 사고 경보와 구별할 수 있다.선택적으로 먼 곳으로 메시지를 보낼 수 있다.

（3）실시간 이벤트

실시간 이벤트 경고 목록에는 일련번호, 발생 시간, 경고 내용, 경고 등급, 확인 상태 등 열별 전시가 포함되며, 경고 정보는 기본적으로 발생 시간 내림차순으로 정렬되어 표시되며, 서로 다른 색상으로 확인됨, 미확인 신호를 구분한다.

실시간 이벤트

(4) 역사적 사건

히스토리 이벤트 아이콘을 클릭하고 히스토리 이벤트 쿼리 인터페이스로 전환하여 히스토리 데이터베이스에 기록된 모든 시스템 이벤트를 봅니다.

역사적 이벤트

(5) 모니터링 인터페이스

인버터의 현재 전압, 전류, 출력, 온도 및 현재 상태 등의 정보를 모니터링합니다.

인버터 모니터링

(6) 태양광 수익 인터페이스

발전소 발전량과 수익의 실시간 통계를 지원하여 운영 유지 보수 비용 절감

광 이익 인터페이스

5.2.광자판 모니터링

변전소의 종합 자동화 기술이 발전함에 따라 전통적인 광자패는 점차 백스테이지를 감시하는 가상 광자패로 대체되었다.이러한 변화는 주로 다음과 같은 몇 가지 측면에서 나타납니다.

전통 광자패: 하드웨어 접점 트리거에 의존하여 중앙 신호 스크린의 조명을 통해 장치 상태를 표시합니다.이런 방식은 사람이 당직을 서는 변전소에서 광범위하게 활용되지만, 무인 당직 기술이 보급되면서 그 한계가 점차 나타나고 있다.

스마트 광자패: 무인 당직 변전소에서 광자패의 기능은 모니터링 백그라운드 시스템에 통합되어 가상 형식으로 실현된다.스마트 광자패는 전통적인 광자패의 직관성을 유지할 뿐만 아니라 정보 필터링, 등급별 디스플레이 및 네비게이션 기능도 추가했다.예를 들어, 운영자가 탐색 램프 깜박임으로 비정상 신호를 확인하고 처리할 수 있습니다.

1번 병렬 점포 광자패

2번 병점 광자패

6. 결어

당면 우리 나라 분포식태양광발전은 폭발식성장추세를 보이고있으며 정책리익배당금의 지속적인 추동하에 그 네트워크연결모식은 분산식에서 규모화로 쾌속적으로 전환되고있다.이런 발전태세는 에너지구조의 전환에 새로운 동력에너지를 주입하는 동시에 전력시스템의 안전하고 안정적인 운행에도 새로운 도전을 제기하였다.고침투율 분산형 태양광의 접속은 전압 파동, 조류 반송 등 일련의 기술 난제를 유발할 뿐만 아니라 태양광산업 자체의 지속가능한 발전에도 영향을 줄 수 있다.주목할 만한 것은 규모화 전력망 연결이 오히려 전력 시스템 조정 모델에 심도 있는 변혁을 강요하고 있다는 것이다.이를 위해 전력망의 실제 운행 수요와 경기장 관리 특징에 입각하여 전력망 배치 운행 관건 기술을 체계적으로 연구함으로써 지능화 정도가 높고 안전성능의 전력망 에너지 관리 플랫폼을 구축하여 신형 전력 시스템의 다층적 조화 균형 능력과 새로운 에너지 공급원 수납 수준의 향상을 실현해야 한다.