趙斌

安科瑞電氣股份有限公司 上海 嘉定 201801

一、 行業用戶用電特性分析

    “光伏產業”是以矽材料的應用開發為產業鏈條，包括高純多晶矽原材料生產、太陽能電池生產、太陽能電池組件生產、相(xiang)關(guan)生(sheng)產(chan)設(she)備(bei)的(de)製(zhi)造(zao)等(deng)。光(guang)伏(fu)發(fa)電(dian)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)未(wei)來(lai)最(zui)有(you)發(fa)展(zhan)前(qian)景(jing)的(de)可(ke)再(zai)生(sheng)能(neng)源(yuan)。目(mu)前(qian)，中(zhong)國(guo)光(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)集(ji)群(qun)初(chu)步(bu)形(xing)成(cheng)，而(er)且(qie)在(zai)江(jiang)蘇(su)等(deng)省(sheng)已(yi)建(jian)成(cheng)全(quan)國(guo)性(xing)乃(nai)至(zhi)全(quan)球(qiu)性(xing)的(de)光(guang)伏(fu)生(sheng)產(chan)基(ji)地(di)。

    該行業為大規模生產一般采用110kV或220kV供電（且為雙路同供方式運行），用電負荷較大，生產性質為三班製連續作業，且不受時段、季節、氣候影響。

光伏行業用戶設備分類表

二、 行業用戶主要用電設備及錯峰限電能力分析

    1、光伏行業主要用電設備有鑄錠爐
、坩堝、生長爐
、切割設備等，其中單晶爐避峰響應時間72小時
，切片機
、剖方機避峰響應時間5～6小時。該行業用電負荷較大且有連續性和重要（高危）性，不適宜參與緊急錯峰，可以安排參與階段性錯峰。

    2、緊急錯峰限電時在不危及安全生產的前提下僅可以快速停用辦公照明
、電腦傳真機
、廠區亮化等非生產性用電設備及一定的淨化廠房等輔助生產設備，因此緊急錯峰能力弱。

    3、該行業用戶階段性錯峰可以通過安排集中檢修
、輪休、停生產線等方式開展。

三
、 行業用戶參與錯峰限電技術方案

（一） 缺口等級IV級參與方案

1. 階段性錯峰：

    對非生產性負荷實施節約用電管理
，如：辦公照明
、電腦傳真打印等辦公用電器具

、分體及中央空調、食堂蒸飯車、鼓風機、廠區道路照明等，在各時段減少或停用。

2. 緊急錯峰：

    立即停用中央空調等可間斷運行的非生產性負荷。

（二） 缺口等級III級參與方案

1. 階段性錯峰：

    對非生產性負荷實施節約用電管理
，如：辦公照明
、電腦傳真打印等辦公用電器具、分體及中央空調、食堂蒸飯車、鼓風機、廠區道路照明等

，在各時段減少或停用。在早峰
、腰峰、晚峰時段停水泵
、切片機
、剖方機等非連續性生產負荷，約占總負荷的40％。

2. 緊急錯峰：

    立即停用空調係統、辦公及照明係統等可間斷運行的非生產性負荷。

（三） 缺口等級II級參與方案

1. 階段性錯峰：

    采用集中生產，集中檢修的方式，提前或超額完成計劃的生產任務，剩餘的工作日安排工人輪休或設備檢修以滿足避峰要求。

2. 緊急錯峰：

    立即停用空調係統、辦公及照明係統、電炊具

、廠區亮化等可間斷運行的非生產性負荷。

（四） 缺口等級I級參與方案

1. 階段性錯峰：

    采用集中生產，集中檢修的方式，提前或超額完成計劃的生產任務，剩餘的工作日安排工人輪休
、設備檢修或停用部分生產線以滿足避峰要求。

2. 緊急錯峰：

    立即停用空調係統
、辦公及照明係統、電炊具

、廠區亮化等可間斷運行的非生產性負荷。

四、 行業用戶參與錯峰限電風險及注意事項

    該行業是一個連續性生產行業
，屬高危行業，突然停電會造成設備損壞和人員傷亡。如需錯峰限電，必須提前72小時通知該行業企業停生產線減產或安排集中檢修並注意防止以下事故發生：

    1. 在(zai)多(duo)晶(jing)矽(gui)生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)突(tu)然(ran)失(shi)電(dian)，特(te)別(bie)是(shi)輸(shu)送(song)有(you)毒(du)有(you)害(hai)氣(qi)體(ti)和(he)可(ke)燃(ran)氣(qi)體(ti)設(she)備(bei)停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)，使(shi)得(de)係(xi)統(tong)產(chan)生(sheng)正(zheng)壓(ya)，致(zhi)使(shi)向(xiang)外(wai)排(pai)放(fang)，對(dui)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)極(ji)大(da)汙(wu)染(ran)，甚(shen)至(zhi)發(fa)生(sheng)爆(bao)炸(zha)，在(zai)較(jiao)大(da)範(fan)圍(wei)內(nei)對(dui)人(ren)員(yuan)造(zao)成(cheng)傷(shang)害(hai)或(huo)致(zhi)命(ming)，後(hou)果(guo)嚴(yan)重(zhong)。

    2. xunhuanlengqueshuibengshizaihuagongshengchanguochengzhongyonglaiduishebeibaohudelengqueshebei，qifuzhulengquexitongshidianhoutingzhigongzuoyejiangshilubentisunhuai，zaochengshebeishigu，jiangzhijieyingxianghuifuzhouqi，zaochengzhongdasunshi，yanzhongshikenengzaochenghuozaiherenshenshanghai。

    3. 工藝風機主要功能是為生產線輸送化學反應所需物料、空氣以及冷卻，一旦失電，反應設備內的其他物料比例過高會產生批量產品報廢或造成設備損壞甚至造成人員傷害。

    4. xiaofangshuibengshiyiranyibaodehuagongqiyezaishengchanguochengzhongbaochixiangyingyalibingzhengchangyunzhuandeanbaosheshi

，rushidiantingzhiyunzhuanyimianlinhuozaishigubunengjishishijiu，zaochengcaichansunshirenyuanshangwang。

    因(yin)此(ci)，該(gai)行(xing)業(ye)參(can)與(yu)錯(cuo)峰(feng)不(bu)宜(yi)采(cai)用(yong)強(qiang)製(zhi)拉(la)電(dian)或(huo)遙(yao)控(kong)設(she)備(bei)控(kong)製(zhi)限(xian)電(dian)
，應(ying)指(zhi)導(dao)企(qi)業(ye)及(ji)早(zao)製(zhi)定(ding)有(you)效(xiao)應(ying)急(ji)預(yu)案(an)
，主(zhu)動(dong)配(pei)合(he)錯(cuo)峰(feng)實(shi)施(shi)


，杜(du)絕(jue)惡(e)性(xing)事(shi)故(gu)發(fa)生(sheng)
，將(jiang)損(sun)失(shi)降(jiang)到(dao)最(zui)低(di)。

五、智能電力監控的功能與應用

    海潤光伏科技股份有限公司是中國最大的晶矽太陽能電池生產企業之一  自2004年成立以來
，海潤光伏立足本業

、快速發展，在光伏領域專業從事上遊的單晶拉棒/多晶鑄錠

、切方
、矽片切割等環節的生產。海潤光伏旗下擁有江陰海潤太陽能電力有限公司
、奧特斯維能源（太倉）有限公司、hefeihairunguangfukejiyouxiangongsihesiyangruitaiguangfucailiaoyouxiangongsisijiaquanzizigongsiyijiyijiakongguzigongsijiangyinxinhuitaiyangnengyouxiangongsi，zhuanyecongshitaiyangnengdianchihetaiyangnengdianchizujiandeshengchan，zhicihairunguangfujubeilecongguibang（矽錠）→矽片→太陽能電池片→太(tai)陽(yang)能(neng)組(zu)件(jian)生(sheng)產(chan)的(de)較(jiao)完(wan)整(zheng)的(de)光(guang)伏(fu)產(chan)業(ye)鏈(lian)。海(hai)潤(run)光(guang)伏(fu)采(cai)用(yong)了(le)垂(chui)直(zhi)一(yi)體(ti)化(hua)的(de)生(sheng)產(chan)和(he)服(fu)務(wu)模(mo)式(shi)。海(hai)潤(run)光(guang)伏(fu)的(de)客(ke)戶(hu)和(he)供(gong)應(ying)商(shang)遍(bian)布(bu)全(quan)球(qiu)，並(bing)與(yu)客(ke)戶(hu)建(jian)立(li)了(le)良(liang)好(hao)的(de)業(ye)務(wu)關(guan)係(xi)。這(zhe)種(zhong)穩(wen)定(ding)而(er)持(chi)續(xu)的(de)供(gong)應(ying)關(guan)係(xi)，使(shi)海(hai)潤(run)光(guang)伏(fu)的(de)產(chan)品(pin)為(wei)世(shi)界(jie)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)事(shi)業(ye)做(zuo)出(chu)了(le)巨(ju)大(da)的(de)貢(gong)獻(xian)。

    本項目為泗陽瑞泰光伏材料有限公司多晶鑄錠變電所電力監控。根據配電係統管理的要求，需要對多晶鑄錠變電所內的高壓櫃、低壓配出線進行電力監控

，以保證用電的安全、可靠和高效。

    Acrel-3000電能管理係統
，充分利用了現代電子技術、計算機技術

、網wang絡luo技ji術shu和he現xian場chang總zong線xian技ji術shu的de最zui新xin發fa展zhan，對dui變bian配pei電dian係xi統tong進jin行xing分fen散san數shu據ju采cai集ji和he集ji中zhong監jian控kong管guan理li。對dui配pei電dian係xi統tong的de二er次ci設she備bei進jin行xing組zu網wang
，通tong過guo計ji算suan機ji和he通tong訊xun網wang絡luo，將jiang分fen散san的de配pei電dian所suo的de現xian場chang設she備bei連lian接jie為wei一yi個ge有you機ji的de整zheng體ti，實shi現xian電dian網wang運yun行xing的de遠yuan程cheng監jian控kong和he集ji中zhong管guan理li。

5.1  係統結構描述

    本監控係統主要實現多晶鑄錠變電所的20/0.4kV配電係統進行用電監控與電能管理；監控範圍為變電所的1A
、1C
、1E、1F、1M、1N變壓器的低壓進線櫃、聯絡櫃、饋線櫃及高壓側儀表、綜合保護裝置進行遠程實時監控和電能管理。該係統總計有141隻安科瑞智能儀表,6隻溫控儀，12台綜合保護，分10條(tiao)總(zong)線(xian)，低(di)壓(ya)變(bian)電(dian)所(suo)和(he)高(gao)壓(ya)室(shi)離(li)值(zhi)班(ban)室(shi)距(ju)離(li)不(bu)遠(yuan)，直(zhi)接(jie)采(cai)用(yong)屏(ping)蔽(bi)雙(shuang)絞(jiao)線(xian)連(lian)接(jie)至(zhi)串(chuan)口(kou)服(fu)務(wu)器(qi)，最(zui)後(hou)通(tong)過(guo)網(wang)線(xian)連(lian)接(jie)到(dao)網(wang)絡(luo)交(jiao)換(huan)機(ji)上(shang)，監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)通(tong)過(guo)網(wang)絡(luo)交(jiao)換(huan)機(ji)實(shi)現(xian)總(zong)線(xian)上(shang)儀(yi)表(biao)與(yu)監(jian)控(kong)主(zhu)機(ji)的(de)數(shu)據(ju)連(lian)通(tong)。

5.2網絡結構拓撲圖

本監控係統采用分層分布式結構
，即站控層

，通訊層與間隔層；

    間隔設備層主要為：多功能網絡電力儀表、開關量、模擬量采集模塊和智能斷路器等。這些裝置分別對應相應的一次設備安裝在電氣櫃內，這些裝置均采用RS485通訊接口，通過現場MODBUS總線組網通訊，實現數據現場采集。

    網絡通訊層主要為：通訊服務器，其主要功能為把分散在現場采集裝置集中采集，同時遠傳至站控層，完成現場層和站控層之間的數據交互。

    站控管理層：設有高性能工業計算機、顯示器
、UPS電源、打印機、報警蜂鳴器等設備。監控係統安裝在計算機上，集中采集顯示現場設備運行狀況，以人機交互的形式顯示給用戶。

    以上網絡儀表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通訊協議
，RS485采用屏蔽線傳輸
，一般都采用二根連線
，接線簡單方便；通訊接口是半雙工通信即通信的雙方都可以接收、發送數據但是在同一時刻隻能發送或接收數據，數據最高傳輸速率為10Mbps。

    RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合
，抗噪聲幹擾能力增強，總線上允許連接多達32個設備
，最大傳輸距離為1.2km。

5.3係統功能

    根據現場對係統需求，安科瑞電氣股份有限公司針對性的對該項目係統界麵及功能進行了設計，具體顯示界麵如下：

① 係統主界麵

    xitongzhujiankonghuamianweigaoyaceshishihuamian，zhuyaoshishijiancegaoyahuiludeyunxingzhuangtai，hongsedaibiaohezha，lvsedaibiaofenzha。zaigaoyaxitongtuzhongkeyizhiguandekandaomeilugaoyajinxianhechuxiandeyunxingcanshuhezhuangtai，keyikandaobianyaqichuxiancedesuoyouchangguidianlicanshu
，ru：三相電壓、電流
、有功功率、無功功率
、功率因數
、頻率
、有功電度及變壓器溫度。

5.4運行效果

1、實用性

    係xi統tong的de前qian端duan產chan品pin和he係xi統tong軟ruan件jian均jun有you良liang好hao的de可ke學xue習xi性xing和he可ke操cao作zuo性xing。具ju備bei電dian腦nao初chu級ji操cao作zuo水shui平ping的de管guan理li人ren員yuan，通tong過guo簡jian單dan的de培pei訓xun就jiu能neng掌zhang握wo係xi統tong的de操cao作zuo要yao領ling，達da到dao能neng完wan成cheng值zhi班ban任ren務wu的de操cao作zuo水shui平ping。

2、安全性

    配(pei)電(dian)網(wang)絡(luo)的(de)係(xi)統(tong)配(pei)置(zhi)不(bu)同(tong)於(yu)其(qi)他(ta)的(de)行(xing)業(ye)，任(ren)何(he)一(yi)點(dian)的(de)疏(shu)忽(hu)是(shi)巨(ju)大(da)的(de)安(an)全(quan)隱(yin)患(huan)，這(zhe)要(yao)求(qiu)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)所(suo)有(you)設(she)備(bei)及(ji)配(pei)件(jian)在(zai)性(xing)能(neng)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)運(yun)轉(zhuan)的(de)同(tong)時(shi)
，還(hai)應(ying)符(fu)合(he)中(zhong)國(guo)或(huo)國(guo)際(ji)有(you)關(guan)的(de)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)，並(bing)可(ke)在(zai)非(fei)理(li)想(xiang)環(huan)境(jing)下(xia)有(you)效(xiao)工(gong)作(zuo)。強(qiang)大(da)的(de)實(shi)時(shi)監(jian)控(kong)功(gong)能(neng)和(he)聯(lian)動(dong)功(gong)能(neng)，充(chong)分(fen)保(bao)證(zheng)使(shi)用(yong)者(zhe)環(huan)境(jing)的(de)安(an)全(quan)性(xing)。

3

、實時性

    項目實施前現場數據主要靠人工抄錄

，1天2次
，各回路時間不統一，可對性差
；項目實施後後台實時采集
，50mS一次，可比性強。

4
、穩定性

    綜(zong)合(he)智(zhi)能(neng)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)是(shi)一(yi)項(xiang)長(chang)期(qi)不(bu)間(jian)斷(duan)運(yun)行(xing)的(de)係(xi)統(tong)
，肩(jian)負(fu)著(zhe)監(jian)測(ce)配(pei)電(dian)網(wang)絡(luo)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)

，並(bing)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)處(chu)理(li)事(shi)件(jian)的(de)功(gong)能(neng)

，要(yao)求(qiu)係(xi)統(tong)要(yao)有(you)數(shu)年(nian)以(yi)上(shang)市(shi)場(chang)的(de)成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)經(jing)驗(yan)，擁(yong)有(you)相(xiang)應(ying)的(de)客(ke)戶(hu)群(qun)和(he)客(ke)戶(hu)服(fu)務(wu)體(ti)係(xi)。

5、整體分析

    項目實施前各個時段用電量以及各個回路用電橫向和豎向無法對比；項目實施後通過曲線分析，峰平穀時段對比明顯，便於削峰填穀，而且三相用電的調配相對均衡。

6、可擴展性

    係統的設計並不是一層不變的

，如今後根據需要將工程擴建
、改造、或者與其他係統的兼容、並入等，這要求係統的設計應預留多路與其他係統的通訊接口
，當追加變配電子站係統及與上級調度係統，可實現係統擴展。

7、易維護性

    綜(zong)合(he)智(zhi)能(neng)配(pei)電(dian)係(xi)統(tong)在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)維(wei)護(hu)應(ying)盡(jin)量(liang)做(zuo)到(dao)簡(jian)單(dan)易(yi)行(xing)。從(cong)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)配(pei)置(zhi)到(dao)係(xi)統(tong)的(de)配(pei)置(zhi)
，前(qian)端(duan)設(she)備(bei)的(de)配(pei)置(zhi)都(dou)充(chong)分(fen)仔(zai)細(xi)地(di)考(kao)慮(lv)了(le)係(xi)統(tong)可(ke)靠(kao)性(xing)，並(bing)實(shi)施(shi)了(le)相(xiang)應(ying)的(de)認(ren)證(zheng)。整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)分(fen)層(ceng)管(guan)理(li)保(bao)證(zheng)了(le)網(wang)絡(luo)中(zhong)一(yi)旦(dan)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)，不(bu)會(hui)因(yin)為(wei)某(mou)部(bu)分(fen)設(she)備(bei)的(de)維(wei)護(hu)
，而(er)停(ting)止(zhi)所(suo)有(you)設(she)備(bei)的(de)正(zheng)常(chang)運(yun)作(zuo)。

六、主要監控產品

（1）交流側儀表選ACR330ELH儀表

    該表為電能質量分析儀表，主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I
、P
、Q

、PF、F、S）；四象限電能計量、複費率電能統計
；THDu

，THDi、2-31次各次諧波分量；電壓波峰係數、電話波形因子
、電流K係數
、電壓與電流不平衡度計算
；電網電壓電流正、負、零序分量（含負序電流）測量；4DI+3DO（DO3做過壓
、欠壓
、過流、不平衡報警）；RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T645規約。外形尺寸：120×120mm

，開孔尺寸：108×108mm。適用於高壓重要回路或低壓進線櫃。

（2）交流側儀表選ACR220EL電力儀表

    該表主要功能有：LCD顯示、全電參量測量（U、I、P、Q、PF、F）；四象限電能計量
、複費率電能統計
、最大需量統計；4DI+2DO；RS485通訊接口
、Modbus協議。外形尺寸：96×96mm，開孔尺寸：88×88mm。適用於低壓聯絡櫃、出線櫃。

（3）綜合保護裝置AM5係列

    AM 係列保護測控裝置集保護、測量、控製於一體

，適用於35kV 及以下電壓等級的用戶終端變電站，可實現用戶變電站的全麵保護和測控。應用領域覆蓋電力
、水利

、交通、石油
、化工
、煤炭、冶金等行業。

    baohuzhuangzhicaiyongxianjinchengshukekaodebaohuyuanlihesuanfa，kangganraoxingnengqiang
，kekaoxinggao，baohushixianfangshilinghuo，tongxuncaiyongrongyusheji。zhuangzhijubeidulidegaojingdudianliucelianghuilu
，16 路開關量采集和10繼電器輸出
，能與Acrel-3000 電能管理軟件配合，可以實現無人值班的終端用戶變電站配電自動化係統。

    適用於線路、母聯、10kV 變壓器、高壓電動機
、高壓電容器等設備的保護和自動控製功能。

（4）節能產品可選導軌表或APF有源濾波裝置

    照明箱DDSF1352電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A
、10(40)A
、20(80)A可選、複費率電能統計
、電能脈衝輸出

、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：76×89×74mm，4模數。適用於照明箱的電流、電壓測量
；單相電能計量。

    DTSF1352導軌式電表主要功能：電流規格1.5(6)A、5(20)A、10(40)A
、20(80)A可選
、複費率電能統計、電能脈衝輸出、RS485通訊接口
、Modbus協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm
，7模數。適用於照明箱的三相電能計量。

    DTSD1352導軌式電表主要功能：LCD顯示
、全電參量測量（U、I、P、Q、PF
、F、S）
；四象限電能計量、複費率電能統計
、最大需量統計；電流規格1.5(6)A
、5(20)A、10(40)A、20(80)A可選、RS485通訊接口、Modbus協議或DL/T 645規約可選。外形尺寸：126×89×74mm
，7模數。適用於動力櫃。

    ANAPF係列有源電力濾波裝置，以並聯方式接入電網
，通過實時檢測負載的諧波和無功分量，采用PWM變流技術，從變流器中產生一個和當前諧波分量和無功分量對應的反向分量並實時注入電力係統，從而實現諧波治理和無功補償。

 七、設備清單

參考文獻：

[1]安科瑞電氣股份有限公司係統解決方案.2013.1版.

[2]光伏行業錯峰限電技術指導.

作者簡介：

趙斌
，男
，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電力監控與電能管理係統，Email:   手機：