引言
隨著全球能源結構的轉型和可再生能源的快速發展,光伏發電作為一種清潔,正逐漸成為數據中心能源供應的重要組成部分。數據中心作為高能耗行業,其能源消耗占全球總能耗的比例逐年上升。為了降低運營成本、減少碳排放并提高能源利用效率,越來越多的數據中心開始采用分布式光伏發電系統。然而,分布式光伏系統的監控和管理面臨諸多挑戰,如何有效監控光伏系統的運行狀態、提高發電效率、確保系統安全穩定運行,成為行業亟待解決的問題。
一.數據中心行業現狀與痛點
1. 監控系統分散,管理難度大
分布式光伏系統通常由多個小型光伏發電單元組成,這些單元分布在不同的地理位置。傳統的監控系統往往只能對單個發電單元進行監控,缺乏統一的平臺進行集中管理,導致運維人員難以全面掌握系統的運行狀態。
2. 數據采集不全面,分析能力不足
光伏系統的運行數據是優化發電效率、預測故障的重要依據。然而,許多現有的監控系統數據采集不全面,缺乏對關鍵參數(如光照強度、溫度、組件效率等)的實時監測,且數據分析能力有限,無法為運維決策提供有力支持。
3. 故障預警與診斷能力弱
光伏系統在運行過程中可能會遇到組件故障、逆變器故障、線路老化等問題。傳統的監控系統往往只能在故障發生后進行報警,缺乏提前預警和故障診斷的能力,導致故障處理滯后,影響發電效率。
4. 安全性問題
若監控系統無法實時監測電氣參數(如電壓、電流、功率等),可能會導致電氣火災等安全事故。此外,光伏系統的網絡安全也面臨挑戰,如何防止攻擊、數據泄露等問題也是行業關注的焦點。
5. 運維成本高
由于分布式光伏系統分布廣泛,運維人員需要頻繁進行現場巡檢,導致運維成本居高不下。同時,缺乏智能化的運維工具,使得故障排查和修復效率低下,進一步增加了運維成本。
二.安科瑞Acrel-1000DP分布式光伏監控系統的解決方案
針對上述行業痛點,安科瑞推出的Acrel-1000DP分布式光伏監控系統為數據中心提供了一套全面、智能的解決方案。該系統通過集成先進的數據采集、通信、分析和展示技術,幫助數據中心實現對分布式光伏系統監控與管理。
三.系統架構:
系統架構
四.系統功能
實時監測
Acrel-1000DP 分布式光伏監控系統具有電網網絡拓撲分析功能,實時查看各個設備狀 態。所有靜態和動態畫面存儲。具有圖元編輯圖形制作功能,使用戶實現在任一臺主計算機 或操作員工作站上均方便直觀的完成實時畫面的在線編輯、修改、定義、生成、刪除、調用 和實時數據庫連接等功能。在主控室操作員工作站顯示器上顯示的各種信息以報告、圖形等 形式提供給運行人員。
1.綜合監測界面
展示光伏電站名稱、位置、逆變器數量等基本信息;
統計當前光伏電站日、月、年發電量;
按匯流數據分散分析每組光伏組件發電功率以及工作狀態。
2.電能質量監測界面
監測站內電能質量檢測儀所采集數據,如電壓有效值,偏差率,諧波畸變率,電流有效值,分相功率,總功率等;
通過柱狀圖展示電能質量檢測儀諧波和間諧波各頻譜;
通過曲線圖展示三相電流/電壓諧波數據、實時負荷曲線、有效值/波動/偏差/閃變等參數;
展示所選站點下全部電能質量檢測儀所有暫態事件。
綜合監測界面
3.分布式光伏組件監控界面
監測整個光伏陣列各個組件的電壓、電流、功率等電參量信息;
監測逆變器當前輸入功率、輸出功率、溫度及當前狀態等信息;
監測逆變器交直流側電參量信息。
4.逆變器曲線分析界面(陽光電源,錦浪,固德威,華為)
展示逆變器交流側總有功功率曲線;
展示逆變器直流側電壓曲線;
展示當前光伏發電站所處環境溫度曲線;
綜合分析環境對光伏發電的影響。
分布式光伏組件監控
5.光功率預測系統
根據《光伏發電站接入電力系統的技術規定》GB/T 19964-2012的相關要求,裝機容量10MW及以上的光伏發電站應配置光伏發電功率預測系統,系統具有0h-72h短期光伏發電功率預測以及15min-4h超短期光伏發電功率預測功能。
光伏發電功率預測系統通過采集數值天氣預報數據、實時環境氣象數據、光伏電站實時輸出功率數據、光伏組件運行狀態等信息,可按照電網調度技術要求,實現標準格式的短期功率預測(預測光伏電站未來0h-168h的光伏輸出功率,時間分辨率為15min)、超短期功率預測(預測未來15min-4h的光伏輸出功率,時間分辨率為15min),以及光伏電站實時氣象數據、裝機容量、投運容量、最大出力等信息的上報。同時,光伏電站的功率預測與主站之間應具備定時自動和手動啟動傳輸功能。
典型硬件
五.應用案例
某數據中心在引入Acrel-1000DP分布式光伏監控系統后,顯著提升了光伏系統的管理效率和發電效率。通過系統的集中監控和智能分析功能,數據中心的運維人員能夠實時掌握各個光伏發電單元的運行狀態,及時發現并處理故障,確保了系統的穩定運行。此外,系統的故障預警功能幫助數據中心減少了設備故障率,延長了設備的使用壽命。通過遠程運維和自動化運維功能,數據中心的運維成本降低了30%以上。
六.典型業績
應用場景
典型業績
七.未來展望
隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的不斷發展,分布式光伏監控系統將變得更加智能化和自動化。未來,Acrel-1000DP系統有望進一步集成更多的智能功能,如基于AI的故障預測、自適應優化控制等,為數據中心提供更加高效、安全的能源管理解決方案。同時,隨著光伏發電成本的持續下降和政策的支持,分布式光伏系統在數據中心的應用將迎來更加廣闊的發展空間。