요약:전 세계 기후 변화와 에너지 수요가 끊임없이 증가함에 따라 청정 에너지는 각국의 에너지 정책과 발전 전략의 중요한 구성 부분이 되었다.그러나 전력 시스템에서는 전력 품질에 대한 요구가 매우 높다.전기에너지의 질량은 전압의 질량과 주파수의 질량으로 나뉘는데 전력시스템의 전압과 주파수의 변화는 모두 발전소와 관련 사용자들에게 엄중한 후과를 가져다줄수 있다.태양광 발전의 안전성을 보장하기 위해서는 발전의 안전성을 보장할 수 있을 뿐만 아니라 발전의 품질도 보장할 수 있는 보호 방안을 채택해야 한다.
키워드:청정 에너지;주파수발전 안전;
태양광 발전은 태양광을 이용해 전기에너지로 직접 전환하는 청정에너지 기술로 재생가능, 무오염, 지속가능 등의 장점이 있다.최근 몇 년 동안 전 세계가 환경 보호와 지속 가능한 발전에 대한 중시에 따라 태양광 발전은 점점 더 광범위한 대응과 보급을 받았다.[1] 전력 시스템에서 전기 에너지의 질에 대한 요구가 매우 높다. 특히 주파수의 질이다.국내 전력계통에서 정격 주파수는 50Hz, 주파수 편차는 ±0.2Hz이다. 전력계통의 용량에 따라 주파수 편차가 ±0.5Hz로 완화된다. 사용자의 충격으로 인한 주파수 편차는 일반적으로 ±0.2Hz를 초과할 수 없다. [2] 따라서 발전의 안전성과 발전의 질을 모두 보장할 수 있는 보호 방안을 한 세트 한 세트 배치하는 것이 특히 중요하다.대당-포북고속도로 태양광발전프로젝트 (이하"본 프로젝트"로 략칭함.) 는 국가의"에너지구조를 최적화하고 더욱 깨끗하고 믿음직한 에너지를 제공한다."는 호소에 호응하여 건설에 투자하는 분포식태양광발전응용시범프로젝트이다.본 프로젝트는 흠주시 대당-포북고속도로 포북현 대편파촌구간에 위치하며 고속도로 연선의 변두리를 리용하여 분포식태양광발전소를 건설한다. 프로젝트는"전액 인터넷"모식을 채용하고 고속도로 연선의 비탈을 리용하여 분포식태양광발전프로젝트를 건설하는데 총건설규모는 약 2.43MWp이다.기존 10KV 사정선 봉황두련락지 24호봉을 통해 전력망에 접속하는 접속시스템은 흠주시전력공급회사의 관리범위에 속한다.이번 프로젝트는 고효율 태양광 부품을 채택하여 총 용량은 2.43MW이며, 본 프로젝트의 전력 결산 원칙은 전액 인터넷 접속이다.프로젝트는 2025년 4월 말에 완공되어 생산에 들어갈 계획이다.이 프로젝트의 2차 설계는 Ancore Acrel-1000DP 분산 태양광 모니터링 시스템 솔루션을 선택하여 태양광 모니터링 플랫폼이 부대 운영 체제에서 실행되어 로컬 보호, 모니터링 방안을 더욱 안정적이고 신뢰할 수 있도록 한다.이번 분산형 태양광의 건설과 실시를 통해 사용자에게 깨끗하고 재생 가능한 전력 에너지를 제공하여 전통적인 에너지에 대한 의존도를 줄이고 탄소 배출을 줄이는 데 도움이 된다.본고는 태양광 발전소 접속 시스템 방안의 논증, 시스템 계전 보호 및 안전 자동 장치, 시스템 통신, 시스템 스케줄링 자동화 방안 연구 등을 소개한다.이 프로젝트는 지붕 분산 태양광 프로젝트로, 이 프로젝트의 용량은 2.43MW이며, 프로젝트는 전액 인터넷에 접속하는 수납 방식을 채택한다.태양광 아웃라인 캐비닛, 계량 캐비닛, PT 캐비닛, 태양광 인라인 캐비닛을 새로 추가하고 점포에 설치합니다.새로 증가된 태양광시스템은 자동화시스템을 배치하여 실시간으로 인터넷접속정보를 수집하고 정보를 당지 조절통제센터 DMS시스템에 업로드한다.태양광 발전 인버터의 전원 전압은 800V이며, 상자 변승압을 거쳐 10kV로 승압된 후, 고압 케이블을 통해 새로 추가된 10kV 태양광 라인 캐비닛에 접속하고, 네트워크 캐비닛을 통해 기존 10KV 사정선에 병합한다.프로젝트는 Acrel-1000DP 태양광 모니터링 플랫폼을 사용합니다.모니터링 플랫폼은 전역 데이터에 대한 실시간 관측, 사고 경고 알림 등 기능을 갖추고 있다.본 프로젝트의 규모는 약 2.43MWp이며, 고속도로 연선 공터를 이용하여 태양광 발전 시스템을 건설하고, 핵심 설비인 태양광 부품, 인버터, 변압기 등은 국내 제품을 채용한다.분산 태양광 시스템의 발전량은 전액 인터넷을 사용한다.본 프로젝트의 태양광 발전 시스템에서 출력하는 직류 전기는 그룹 직렬 인버터를 통해 교류 전기로 변환된 후, 현지에서 10KV로 승압하고, 스위치 캐비닛을 통해 1회 출선을 통해 1회 창고 10KV 병렬 캐비닛 모선에 접속하며, 병렬 캐비닛은 태양광 발전을 기둥 스위치로 전송하여 병렬한다.본 공정은 설비용량은 2.9162MWp, 교류측용량은 2.43MW로 계획되었으며, 태양광발전소의 사용수명 25년에 따라 계산한 결과, 본 프로젝트의 평균 연간 발전용량은 283만 8100KWh, 25년 총 발전량은 7095만 3100KWh이며, 가동시간은 2025년이며,"전액 인터넷"모델을 채택할 예정이다.이 프로젝트는 3상 교류 1000KVA의 건식 변압기, 3상 교류 800KVA의 건식 변압기, 3상 교류 400KVA의 건식 변압기를 갖추고 있다.정격 전압 10.5±2×2.5%/0.8kV, 배선 구성은 Dy11입니다.교류 주파수는 50Hz로 야외에서 사용할 수 있으며 에너지 효율 등급은 국가 규범의 요구를 만족시킨다.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.분산 전원은 외딴 섬을 신속하게 모니터링하고 즉시 전력망과의 연결을 끊을 수 있는 능력을 갖추어야 하며, 외딴 섬 방지 동작 시간은 2S보다 크지 않으며, 그 외딴 섬 방지 보호는 배전망 측 선로 재결합 게이트와 안전 자동 장치 동작 시간과 맞물려야 한다.본 태양광 발전소와 점포에 외딴 섬 방지 보호 장치를 설치하여 비계획적인 외딴 섬이 발생하는 것을 방지한다.주파수 전압 비상 제어 장치는 전력 시스템에서 주파수와 전압을 보장하는 핵심 안전 설비이다.주로 시스템에 심각한 교란이 발생했을 때 주파수나 전압이 안전범위를 초과하는 긴급한 장면에 대처하는데 사용된다.남방전력망배치회답문건의 요구에 따라 태양광발전소는 일정한 시스템주파수이상을 견딜 수 있는 능력을 갖추어야 하며 저압 48Hz에서 태양광발전소 인버터가 운행할 수 있는 zui 저주파수 또는 전력망 요구에 따라 주파수가 48Hz-49.5Hz일 때 최소 10분간 운행할 수 있어야 한다.주파수가 49.5Hz-50.2Hz일 경우 시스템이 연속적으로 작동해야 합니다.주파수가 50.2Hz-50.5Hz일 때 매번 주파수가 50.2Hz보다 높을 때 태양광발전소는 련속 2분간 운행할수 있는 능력을 구비해야 하며 동시에 0.2초내에 전력망선로에 대한 송전을 중지할수 있는 능력을 구비해야 한다. 실제 운행시간은 전력조절부문에서 결정한다. 이때 운행중지상태에 있는 태양광발전소의 전력망연결을 허용하지 않는다.주파수가 50.5Hz 이상일 경우 0.2초 이내에 전력망 회선에 대한 송전을 중단해야 하며, 가동 중단 상태인 태양광 발전소의 전력망 연결은 허용되지 않는다.분산형 태양광 프로젝트는 국망에 접속하는 전력 품질에 상응하는 요구를 가지고 있다.국가표준에 따르면 태양광발전항목의 전기에네르기품질은"GB/T 15543-2008 태양광발전시스템접속전력망기술규정"등 관련 표준에 부합되여야 한다.이러한 표준은 태양광 발전 시스템과 전력망의 안정적인 운행과 전력 품질의 신뢰성을 보장하기 위해 전압, 전류, 주파수, 고조파 함량 등을 포함한 태양광 발전 시스템이 전력망에 접속하는 전력 품질 매개변수를 규정한다.남망배치부문의 설계요구에 따라 분포식태양광프로젝트는 남망에 접속함에 있어서"태양광발전시스템접속배전망 기술규정 (GB/T 29319-2024)"을 만족시켜야 한다.AGC/AVC 기기를 구성하면 인버터의 유공 전력과 무공 전력을 조절할 수 있어 설계에 요구되는"4가지(가관, 측정 가능, 제어 가능, 조정 가능)"를 만족시킬 수 있다."남방전력망 분포식 신에너지 전력망 연결 네트워크 안전 촬영 방지 방안"(판공실 총조사 (2022) 7호 부속서 1) 에 근거하여 분포식 신에너지 경기장은 배망 안전 방호 장치를 배치하고 네트워크 안전 위협의 실시간 모니터링과 회계감사를 실현하며 전력 모니터링 시스템 네트워크 안전 태세 감지 시스템을 상송한다.태세 감지 장치를 배치하면 잠재적 위험을 적시에 감지할 수 있고, 위험 공격을 당했을 때 적시에 경보를 보낼 수 있다.본 프로젝트의 태양광 발전소는 종합 자동화 시스템을 배치하고, 앙코르 전기 주식유한공사가 제공하는 Acrel-1000DP 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 프로젝트 인버터, 고저압 설비 등 상태 신호는 모두 본 모니터링 시스템에 접속한다.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.컴퓨터 모니터링 시스템은 원동 워크스테이션 GPRS 공망을 통해 친저우시 전력회사와 데이터 통신을 실현한다.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 인버터, 상자 변화, 네트워크 연결 스위치를 포함한다.그것은 현장의 원시 데이터를 직접 수집하여 처리하고, 네트워크를 통해 역 제어층 모니터링 메인 스테이션에 전송하며, 동시에 역 제어층에서 보내온 제어 조작 명령을 접수하고, 유효성 판단, 폐쇄 검측, 동시 검측 등을 거친 후 설비에 대해 조작 통제를 진행한다.사이트 제어층과 지층 사이의 통신 네트워크는 GPRS 무선 통신 네트워크를 사용한다.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.그림 7 모니터링 시스템 네트워크 구조도 시스템 기능Acrel-1000DP 분산 태양광 모니터링 시스템은 휴먼 컴퓨터 인터페이스가 우호적이며, 메인 인터페이스에서 태양광 시스템의 사이트 정보 및 설비 정보를 볼 수 있으며, 동시에 총 발전 전력, 일 발전량, 누적 발전량을 직관적으로 볼 수 있으며, 동시에 발전 전력 곡선 인터페이스 및 누적 발전량의 직사각형도를 가지고 있어 사용자가 더욱 직관적으로 발전 정보를 모니터링할 수 있도록 편리하다.그림 8 실시간 모니터링 메인 인터페이스 기능도전기에너지 품질 모니터링 그림에서 전류 전압 총 유효값, 전압 파동, 전압 총 기변, 양반향 유공 전기에너지, 유공, 무공 전력 등 전기에너지 품질 정보를 직접 볼 수 있다.이러한 정보에 근거하여 현장 전기에너지의 품질을 모니터링하고 적시에 대응 방안을 마련할 수 있다.그림 9 전력 품질 모니터링 인터페이스 도면 기능도실시간 보고서 모니터링 인터페이스에서 사용자는 수요에 따라 데이터를 보고 싶은 설비를 직접 선택할 수 있으며, 각 회로 또는 설비의 실시간 운행 매개변수를 조회할 수 있으며, 보고서에 표시된 전참량 정보는 각 상전류, 삼상전압, 총공률인수, 총유공률, 총무공률, 전기에너지, 원격정보량 등을 포함해야 한다.원격 측정에는 실시간 값 (다른 상태에 있을 때 다른 색상으로 구분해야 함), 측정점 상태 (한계 초과, 삽입, 통신 이상 등), 일 Zui 값 및 그 발생 시간, 일 평균값 등이 포함됩니다.원격 정보량에는 실시간 값 (상태가 다를 때 다른 색으로 구분해야 함), 측정점 상태 (입력, 통신 이상 등), 일 변위 횟수 등이 포함되며 보고서는 내보내고 인쇄할 수 있다.히스토리 곡선은 시간 시퀀스 데이터의 시각화 도구로, 전압, 전류, 전력, 주파수, 설비 상태 등 핵심 매개변수의 시간에 따른 변화 궤적을 기록함으로써 전력망 운행, 설비 관리, 고장 진단 및 최적화 결정에 핵심 버팀목을 제공한다.전력 시스템에 고장이 발생한 후, 역사 곡선을 통해 고장의 근원을 위치시키고 변천 과정을 분석할 수 있다.전력 설비 (예: 변압기, 차단기, 케이블) 의 고장은 흔히"잠복기"가 있으며, 역사 곡선은 설비 운행 매개변수의 장기적인 추세 변화를 기록함으로써 이상을 미리 식별하고 돌발적인 정지를 피할 수 있다.전기에너지품질지표 (예를 들면 전압편차, 주파수파동, 고조파기변률) 는 전기사용설비의 수명과 전력망의 안정성에 직접적인 영향을 미치며 력사곡선은 오염원을 확정하고 관리효과를 평가하는 핵심의거이다.전력시스템의 선손실 (전력전송손실), 무공손실 등은 운행방식과 밀접히 련관되며 력사곡선은 에너지절약잠재력을 발굴하고 운영원가를 낮추는데 도움을 줄수 있다.탄소중립의 큰 배경에서 태양광과 신에너지차의 밀도를 구분할 수 없다. 총체적인 사고방식은 태양광발전, 신에너지차의 전기사용이다. 풍부하고 완전한 산업사슬을 구축하여 탄소소모가 끊임없이 감소될 뿐만 아니라 경제성장에 지속적으로 능력을 부여할 수 있는 신에너지산업의 발전경로를 넓힐 수 있다.[3] 전력 안전을 보장할 수 있는 시스템을 동시에 보유하는 것은 필요성이 있다.우리 회사가 제공한 전력 모니터링 시스템 방안은 사용자, 전력망에 분산형 태양광의 높은 비율을 도와 질서 있게 전력망을 연결할 수 있고, 분산형 태양광의 통일된 관리 통제를 강화할 수 있으며, 분산형 태양광과 대전력망의 조화로운 운행을 추진할 수 있으며, 데이터가 투명하고 조절이 편리하며 에너지가 상호 움직이는 신형 분산형 신에너지 조절 관리의 체계를 구축할 수 있다.[1] 웨이속.태양광 발전의 현황 및 미래 발전 추세 분석[J]산지, 2019(03):154.[2] 장소패.주파수 전압 비상 제어 장치의 변전소에서의 응용[J]. 실용기술, 2012, 21(08): 25-27[3] 쇼린.현대 분산 태양광의 중국 발전 추세 연구[J]. 에너지 전력, 2023, (24): 28-32.
