智慧赋能高压并网：分布式光伏监控系统在5.88MW物流园项目的实践解析

摘要： 在“双碳”目标推动下，分布式光伏因其灵活性与就近消纳优势，正加速融入工业园区等场景。相较于低压并网，10kV并网项目电压等级更高、电网交互更复杂，对监控系统的实时性、精准性与安全性提出了严苛要求。为保障电站长期高效、稳定、合规运行，部署专业监控系统至关重要。本文介绍了分布式光伏监控系统在高新普洛斯物流园有限公司5.88MW分布式光伏发电项目中的应用实践。该系统融合物联网、大数据与云计算技术，为10kV并网电站提供全生命周期智慧管理。

关键词： 分布式光伏；监控系统；10kV并网；智慧运维；数据安全

1.项目概述

昆山高新普洛斯物流园有限公司5.88兆瓦分布式光伏发电项目定位为公用电厂，位于普洛斯西昆山高新业园区内（平均海拔2.8m），利用B-1、B-2、B-3建筑屋面安装光伏组件，总装机容量5.88兆瓦。项目采用“全额上网”模式，所发电能以1回10kV线路接入电网侧10kV母线。

项目配置3座10kV升压箱变、1座10kV预制舱（开关站，含8面光伏10kV开关柜）。二次设备舱配置了后台监控系统、远动通信、公用测控、安全自动装置、交直流电源、电池、视频监控及计量等柜体。后台系统负责采集光伏站内电流、电压、功率、电度及开关状态等关键信息，通过数据通信终端，结合无线与有线通道接入苏州地调系统。

2.分布式光伏系统设计

项目设置1个10kV并网点，采用2382×1134×30mm规格的620Wp单晶硅组件，总计9484块，直流侧容量5880kWp。组件以26/27/28块为一串连接，经2台300kW、4台320kW、16台250kW组串式逆变器转换为0.8kV交流电，再经3台2000kVA干式箱变升压至10kV。3台箱变分别通过3回10kV集电线路接入预制舱光伏进线柜，最终由光伏并网柜出线，经自动化开关电缆接入园区外10kV线路实现并网。

 

3.技术方案：分布式光伏监控系统应用

项目部署了一套运行于国产操作系统的分布式光伏监控系统（Acrel-1000DP），实现对全站数据的统一采集与监测。系统架构如下：

• 数据采集： 3套箱变各配置箱变测控装置，通过光纤环网将数据上传至监控后台。微机保护、电能质量监测、远动系统等二次设备数据，通过通信管理机及网络交换机实时采集上传。

• 关键支撑： 配置对时装置满足系统同步需求，远动装置保障与上级调度通信。一体化电源系统为二次设备及监控主机提供稳定可靠供电。

• 目标： 实现光伏系统的全面监控、自动化管理及安全稳定运行。

3.1核心安全与自动化装置

（1）故障解列装置： 实时监测电网状态，检测到短路、过载等故障时，迅速隔离故障区域，保护电网设备和非故障区域供电。

（2）防孤岛保护装置： 实时监测电网状态，电网失电时快速切断分布式电源连接，防止形成“孤岛”，保障电网安全和维修人员人身安全。

（3）电能质量在线监测装置： 实时监测并记录电压、电流、频率、谐波、闪变、波动等参数，识别电压波动、谐波污染等问题，为电能质量优化提供依据。

3.2调度数据网与网络安全设备

（1）网络安全监测装置（Ⅱ型）+探针： 实时监测网络流量，深度分析识别潜在威胁和异常行为，及时告警，为系统提供网络安全支撑。

（2）入侵检测系统： 实时扫描网络流量或主机行为，通过特征匹配或异常分析识别潜在入侵（如端口扫描、注入攻击、DDoS），及时告警。

（3）分布式光伏电源采集控制装置： 集成AGC/AVC控制、纵向加密、路由等功能。保障数据传输安全，接收并执行本地/远方指令或计划曲线，调控发电设备有功/无功输出，实现集约化运行。

3.3箱变测控装置

针对光伏升压变需求设计，集成保护、测控与通讯功能。具备差动、过流、过压等电气量保护及轻/重瓦斯、温度等非电量保护功能。图形化界面便于操作管理，与后台监控软件结合，实现完善的遥测、遥信、遥控、遥调功能。

3.4光功率预测系统

本地部署微型气象站，采集辐照度、风速、风向、温湿度、气压等信息。系统结合实时气象数据、天气预报及历史数据，进行短期和超短期光伏发电功率预测，辅助电力调度部门优化发电计划，提升电网稳定性与光伏并网效益。

4.系统结构：分层分布式架构

系统采用分层分布式设计，高效稳定，满足工业自动化需求，分为三层：

• 站控层（管理控制中心）： 提供集中监控、数据分析和处理界面。

• 通信层（信息枢纽）： 支持多种网络拓扑，确保设备与系统组件间无缝连接与协同，具备高灵活性和可扩展性。

• 设备层（执行单元）： 包含各类硬件设备，负责实时数据采集和执行控制指令。

主要设备配置清单：

5.现场应用实景

6.系统核心功能实现

6.1光伏电站全景实时监测

系统主接线图直观展示10kV开闭所及箱变一次系统结构。人机界面实时动态显示关键运行数据，包括开关柜电压、电流、功率等参数，以及断路器、手车等设备的分合状态。

6.2逆变器精细化运行监测

系统集中监测各逆变器的运行数据（电压、电流、功率、温度等），是保障系统稳定与优化性能的关键。通过实时数据分析，支持快速发现异常、诊断故障并进行维护，提升系统整体效率与可靠性。

6.3电能质量在线监测与分析

系统实时采集并网接入点的电能质量数据，对供电系统的稳态和暂态电能质量进行持续监测。界面清晰展示监测点通信状态、电压电流谐波畸变率、三相不平衡度及各序分量值，帮助管理人员掌握电能质量状况，及时消除不稳定因素。

6.4间隔单元详图（单元接线图）

提供单个电气开关柜的详细视图，包含：

• 一次主回路（断路器、互感器、母线等连接关系）。

• 保护遥信状态（开关位置、地刀状态、保护动作信号）。

• 柜内关键电参量（电压、电流、功率等）。

 6.5调度数据可靠上传

项目通过分布式光伏电源采集控制装置，采用无线与有线双通道，将电站的发电数据、运行状态和调节能力等信息实时、安全地上传至苏州地调系统，满足电网“可观、可测、可控、可调”的管理要求。

6.6多层次数据安全防护

数据安全是电站稳定运行的基石。项目构建了完备的防护体系，部署了入侵检测系统和网络安全监测装置，对系统进行持续扫描与深度检测，及时发现并处置潜在安全漏洞，有效抵御网络攻击，确保数据完整性、保密性和可用性，为系统运行提供坚实保障。

7.结语

本项目在高新普洛斯物流园5.88MW分布式光伏电站的成功应用表明，专业的分布式光伏监控系统是保障10kV高压并网项目安全、稳定、高效运行的核心支撑。该系统有效整合了能源数据资源，实现了对分散发电单元的实时监测与深度分析，满足了电网调度的严格要求。尤其在数据安全方面，通过部署纵深防御体系，为数据传输与系统运行构筑了可靠屏障，为类似规模的高压并网分布式光伏项目提供了可借鉴的实践经验。