企业大楼分布式光伏系统应用与监控解决方案研究

在“双碳”目标与能源转型的背景下，企业大楼用能正朝着绿色、智能化方向转型。分布式光伏系统作为实现清洁供能的重要手段，因其“就地发电、就地消纳”的特性，被广泛应用于厂房、办公楼、园区等建筑屋顶。本文结合安科瑞Acrel1000DP分布式光伏监控系统，探讨其在企业大楼光伏发电系统中的应用模式、系统结构与智能运维优势。

背景与意义

随着国家《“十四五”节能减排综合工作方案》和《分布式电源接入电网技术规定（Q/GDW14802015）》等政策的发布，分布式光伏正逐渐成为企业用能结构调整的重要组成部分。

对于大型企业大楼而言，白天用电负荷高，与光伏发电时间高度匹配，自发自用可显著降低市电依赖，实现节能降本。屋顶光伏系统不仅能减少碳排放，还能提升企业绿色形象，符合ESG与碳资产管理趋势。

什么是分布式光伏？

分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。

分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备，另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。

应用范围:可在农村、牧区、山区，商业区附近建造，解决当地用户用电需求。

特点：

输出功率相对较小。容量在数千瓦以内。

污染小，环保效益突出。发电过程中，没有噪声，也不会对空气和水产生污染。

能够在一定程度上缓解局地的用电紧张状况。

发用电并存。分布式光伏发电是接入配电网，发电用电并存，且要求尽可能地就地消纳。

系统架构与工作原理

企业大楼分布式光伏发电系统主要由光伏组件、汇流箱、逆变器、配电柜、监控系统及防护设备等组成，按并网模式可分为“自发自用、余电上网”“自发自用（防逆流）”和“全额上网”三种运行模式。

在典型应用中：

光伏组件安装在大楼屋顶，将太阳能转化为直流电；

直流电经汇流箱汇流后进入逆变器，转换为交流电；

通过配电柜接入大楼0.4kV配电母线，优先供本楼使用，多余电量可并入电网；

Acrel1000DP监控系统实时监测各组件运行状态、发电量、电能质量和安全参数，实现统一监控与调度。

系统具备安全防护、智能分析与远程运维三大功能模块，能够满足企业对高可靠、低成本、可持续用能的需求。

Acrel1000DP分布式光伏监控系统

通过Acrel-1000DP分布式光伏监控系统平台即可对用户光伏发电、用电进行集中监控、统一调度、统一运维，满足用户可靠、安全、节约、有序用电的要求。对用户提供运维服务，实现能源互联，信息互通，打破信息孤岛；根据用电设备负荷重要性分管理，错峰有序用电。

功能分析

1.实时监测与智能分析

系统综合监控光伏发电、并网逆变、环境参数等关键数据，可实时显示光伏电站功率、电压、电流、发电量及逆变器运行状态，并通过可视化界面展现日、月、年累计收益。 

2.电能质量与安全防护

电能质量监测：符合GB/T198622005标准，实时分析谐波、电压偏差、频率波动和三相不平衡，保障电网安全运行。

防孤岛保护：AM5SEIS防孤岛装置在电网异常时快速切除并网点，防止孤岛效应危及检修安全。

频率电压紧急控制：IPC200装置可在系统频率偏高或电压异常时自动减载，保持系统稳定。

3.数据预测与调度支持

系统内置光功率预测模块，可实现0h72h短期预测和15min4h超短期功率预测。通过对天气、辐照度、温湿度等环境因素的综合计算，为企业制定发电与用电计划提供依据。

4.多通信与数据安全

监控平台采用“安全分区、纵向认证、横向隔离”架构，确保生产控制与管理网络数据隔离，符合国家电力二次系统安全防护要求。

系统界面

综合监测界面

展示光伏电站名称、位置、逆变器数量等基本信息；统计当光伏电站日、月、年发电量；按汇流数据分散分析每组光伏组件发电功率以及工作状态。

电能质量监测界面

监测站内电能质量检测仪所采集数据，如电压有效值，偏差率，谐波畸变率，电流有效值，分相功率，总功率等；通过柱状图展示电能质量检测仪谐波和间谐波各频谱；通过曲线图展示三相电流/电压谐波数据、实时负荷曲线、有效值/波动/偏差/闪变等参数；展示所选站点下全部电能质量检测仪所有暂态事件。

分布式光伏组件监控界面

监测整个光伏阵列各个组件的电压、电流、功率等电参量信息；监测逆变器当输入功率、输出功率、温度及当状态等信息；监测逆变器交直流侧电参量信息。

逆变器曲线分析界面

展示逆变器交流侧总有功功率曲线；展示逆变器直流侧电压曲线；展示当光伏发电站所处环境温度曲线；综合分析环境对光伏发电的影响。

光功率预测系统

光伏发电功率预测系统通过采集数值天气预报数据、实时环境气象数据、光伏电站实时输出功率数据、光伏组件运行状态等信息，可按照电网调度技术要求，实现标准格式的短期功率预测（预测光伏电站未来0h-168h的光伏输出功率，时间分辨率为15min）、超短期功率预测（预测未来15min-4h的光伏输出功率，时间分辨率为15min），以及光伏电站实时气象数据、装机容量、投运容量、值出力等信息的上报。同时，光伏电站的功率预测与主站之间应具备定时自动和手动启动传输功能。

四、应用场景与案例

在企业大楼场景中，分布式光伏系统可根据建筑功能实现灵活配置：

厂房屋顶光伏：满足白天生产用电，采用“自发自用、余电上网”模式，典型接入电压为0.4kV。

办公楼光伏系统：配合储能与智能用电管理，实现峰谷调节和负荷平衡。

园区集中管理模式：通过Acrel1000DP平台，多个子系统集中监控，统一能效分析与调度优化。

例如：

某重工企业18MW屋顶光伏系统采用Acrel1000DP集中监控，实现厂区三座光伏配电房统一管理。平台对逆变器、汇流箱及防孤岛装置进行集中采集和智能诊断，帮助企业在保障安全的提下实现年发电量约2000万kWh，节约电费超千万元。

五、系统优势与应用价值

1.节能与降碳

企业可通过光伏系统实现30%~50%的用电自给率，每年减少CO₂排放上千吨。

2.智能运维与成本控制

平台集中监控、远程诊断、自动报警，减少人工巡检成本50%以上。

3.安全合规与稳定运行

系统符合GB/T199642012等国家并网技术标准，满足电网公司调度要求，确保安全接入与稳定发电。

4.可视化展示与品牌提升

系统可在大屏展示企业绿色能源贡献，包括发电收益、节能减排量、碳资产数据等，彰显企业绿色形象。

结论

Acrel1000DP分布式光伏系统为企业大楼提供了从发电侧到用电侧的一体化管理方案。通过智能监控、能量优化与安全防护，不仅提升了光伏系统运行效率，也为企业实现绿色低碳转型提供了强有力的技术支撑。未来，随着储能系统与能碳管理平台的融合，企业大楼光伏系统将成为智能能源体系的重要组成部分。