NB T 32016-2013 并网光伏发电监控系统技术规范.pdf
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1、ICS 29 24001K45备案号:43500-2014 N B中华人民共和国能源行业标准NBT 320162013并网光伏发电监控系统技术规范Technical specification for gridconnected photovoltaic supervisioncontrol and data acquisition system20131 128发布 201 40401实施国家能源局 发布日U舌1范围目 次2规范性引用文件-3术语和定义4总则r5技术要求5 l系统构成r52系统功能-5,3信号输入输出54技术指标55设备布置”56使用环境条件6测试方法”61测试系统62功能测
2、试一63性能测试一64可靠性测试7检验规则“7 1出厂枪验-”72现场检验8标志、包装、运输、贮存NBT 320162013;033348900222222233NB,T 320162013刖 吾本标准按照GBT 112009标准化工作导则第1部分:标准的结构和编写给定的规则起草。本标准由中国电器工业协会提出。本标准由全国量度继电器和保护设备标准化技术委员(SACTCl54)归口。本标准起草单位:许继集团有限公司、国家电网公司智能电网部、南方电网技术研究中心、中国电力科学研究院、云南电力试验研究院、国网技术学院、国电南瑞科技股份有限公司、甘肃省电力公司、河南电力试验研究院、重庆电力科学试验研究
3、院。本标准主要起草人:李瑞生、王伟、陆志刚、迟永宁、苏适、何世恩、牛林、赵东坡、李强、张晓勇、罗开明、李献伟。1范围并网光伏发电监控系统技术规范NBT 320162013本标准规定了并网光伏发电监控系统的总则、系统构成、系统功能、信号输入输出、技术指标、设备布置、使用环境条件、测试方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等要求。本标准适用于200 kW以上并网光伏发电计算机监控系统(以下简称系统)的设计、制造、检验和验收。2规范r|生引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。儿是注口期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
4、GBT 2297太阳光伏能源系统术语GBT 3873通信设备产品包装通用技术条件GBT 9813微型计算机通用规范GBT 137292002远动终端设备GBT 17626 2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GBT 17626 3 电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验GBT 1 76264 电磁兼容试验和测量技术 电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GBT 17626 5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验GBT 176266电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度试验GBT 176268电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GBT 176269电磁兼容试验和测量技术脉
5、冲磁场抗扰度试验GBT 17626 10 电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验GBT 1762612电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验GBT 20046光伏(Pv)系统 电网接口特性GB 50217电力_程电缆设计规范DLT 6345101远动设备及系统第5101部分:传输规约基本远动任务配套标准DLT 6345104远动设备及系统第5-104部分:传输规约采用标准传输协议集的IEC 608705,lOl网络访问DLT 860(所有部分)变电站通信网络和系统DLT 5136火力发电厂、变电所二次线路设计技术规程3术语和定义GBT 2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3 1
6、光伏电站PV power station通过太阳能电池方阵将太阳能辐射能转换为电能的发电站,按是否与电网连接运行而分为独立光伏电站和并网光伏电站。注:本标准提到的光伏电站均指并网光伏电站。NBT 3201620133 2监控系统supervision control and data acquisition system指采用数据采集、通信传输和计算机等技术的综合系统,该系统通过对目标系统或目标设备进行连续或定期的监测来核实目标系统或目标设备功能是否被正确执行,并在目标系统或目标设备发生工作状况变化的情况下,人工或自动执行必要操作或控制使其适应变化的运行要求。33间隔层bay level由智能
7、采集单元、控制单元、保护单元、计量单元、网络和通信接口机等构成,面向单元设备的就地测量控制层。34站控层station level由主机或和操作员工作站、其他功能工作站、远动接口设备等构成,面向全发电站进行运行管理的中心控制层。3 5光伏阵列汇流箱PV array combiner box将多路小电流光伏阵列直流输出汇集成一路或多路大电流直流输出的装置,其输出口,再汇集到下一级同类装置或直接接入逆变器,具有过流、逆流、防雷等保护和监测功能。以下简称汇流箱。36直流交流配电柜DCAC distribution box将直流交流开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设施组装在封闭或半封闭金属柜内,成套
8、配置以便于管理。以下简称配电柜。3 7并网光伏逆变器grid-connected inverter将直流电能变换为交流电能后馈入电网的电力电子装置下简称逆变器。注:本标准提到的逆变器均指并网光伏逆变器。38升压系统booster system将光伏发电单元交流输出从低电压变换到高电压的整体离开关、电流互感器、电压互感器、母线和无功补偿设备等。39具有变换、保护、记录和监控功能。以主要设备包括升压变压器、断路器、隔通信接口机medicommunicator与汇流箱、逆变器、环境监测仪、升压系统测控保护装置和外部设备或系统等直接进行通信,部署在逆变器室或问隔层,上送信息到站控层或接收站控层控制命令
9、。310逆变器室inverter kiosk位于光伏阵列场内,安装了配电柜、逆变器柜、升压系统柜组、通信接口机柜和风冷等辅助设备的独立小间。3 11储能控制器storage controller对储能设备进行充放电过程控制、保护和监控的装置。312电能质量监测装置quality of electric energy monitoring device监视和记录逆变器输出经过升压后或经过无功补偿后输入交流电网的电能质量,为监控系统提供2NB,T 320162013质量分析结果和信号告警。3 13环境监测仪environment monitoring device对包括目照强度、气温、湿度、风速、
10、风向等环境参数进行监测的仪器。314并网点grid connected point光伏电站交流输出与所接入电网电气连接点,本标准特指光伏电站高压交流输出线所在母线。3 15群控group control当光照强度较弱或调度限制入网功率时,在直流侧接线方式可控的前提下,通过控制算法自适应调整直流侧接线方式,使参与控制的多个逆变器自动启动或待机,使逆变器工作点尽量接近额定负荷,保证发电系统整体逆变效率和输出电能质量,并延长设备使用寿命。可通过配置独立的控制装置或由具有条件的监控系统软件实现。4总则4 1监控系统的设计应遵循以下原则:提高光伏电站安全生产水平、技术管理水平和发电质量:提高设备使用寿命
11、,使光伏电站运行方便、维护简单,提高劳动生产率和营运效率;减少设备间的连接,节约电缆敷设;减少占地面积,降低工程造价。4 2监控系统设备选型应该做到安全可靠、经济实用和技术先进。应采用具有开放性和可扩展性、抗干扰能力强、成熟可靠的产品。4 3监控系统应能实现对光伏电站可靠、合理、完善的监视、测量、控制、保护、计量,并具有遥测、遥信、遥调、遥控等全部的远动功能,具有与电网调度中心计算机系统交换信息的能力。5技术要求51系统构成5 1 1系统结构51 1 1 监控系统宜由间隔层、站控层两部分组成,并通过分层、分布、开放式网络系统实现连接。51 1 2 站控层由主机或和监控工作站、其他功能工作站和远
12、动通信设备等构成,提供全站设各运行监控、运行管理和与电网调度中心通信。5 1 13间隔层由现场总线网络计算机网络连接的各种现场设备、就地装置等构成,提供全站发电运行和就地监控功能,在站控层或网络失效的情况下,仍能独立完成间隔设备的就地监控功能。5 1 2网络结构5 1 21 站控层宜采用标准以太网,并具有良好的开放性。5 1 2 2间隔层宜采用现场总线网络,并具有足够的传输效率和极高的可靠性。512 3网络拓扑可采用总线型或环型,也可采用星型。站控层与间隔层之间的物理连接宜采用星型。512 4站控层网络宜采用双重化配置,热备用方式运行,间隔层可采用单网。5 1 25对间隔层需接入监控系统的设备
13、和装置,宜具有以太网通信接口。51 2 6对问隔层需接入监控系统的设备和装置不具有以太网通信接口的,应能配置通信接口机实现其接入。51 2 7通信接口机宜与其接入设备和装置相对集中在间隔层。5 1 28根据光伏电站设计与当地电网调度部门要求,应通过独立的嵌入式远动通信装置实现光伏电NBT 32016 2013站与电网调度中心的实时远动通信。5 1 3硬件构成5 1 3 1 监控系统硬件设备宜由以下三部分构成:a) 站控层设备,包括主机或和监控工作站、其他功能工作站、远动通信设备、对时设备、与外部系统的接口设备、打印设备、音响设备等;b) 网络设备,包括网络交换设各、光电转换器、接口设备和删络连
14、线、电缆、光缆等;C) 间隔层设备,包括采集单元、控制单元、保护单元、计量单元、网络设备、通信接口机等。5 1 3,2站控层主机配置应能满足整个系统的功能要求及性能指标要求,主机台数应与光伏电站的规划容量相适应。应选用性能优良、符合工业标准的产品。5133监控工作站应满足运行人员操作时直观、便捷、安全、可靠的要求。5 1 3 4对一定规模光伏电站,监控工作站宜采用双机冗余配置,对大规模光伏电站宜采用主备服务器、主备监控工作站的四机配置结构,并采用热备方式运行,且具有故障时的自动主各切换功能。5 135嵌入式远动通信装置宜采用双套冗余配置,并采用热备方式运行,且具有故障时的自动主备切换功能。51
15、36嵌入式远动通信装置容量及性能指标应能满足电站与电网调度通信中心远动功能及规约转换要求。5 1 3 7应设置GPS或北斗对时设备,其同步脉冲输出接口及数字接口数量应满足系统配置要求。5138打印机的配置性能应能满足定时制表、召唤打印的功能要求。5 1 3 9网络媒介可采用屏蔽双绞线、同轴电缆、光缆或以上几种方式的组合,对户外长距离的通信应采用光缆。5 1 310为保证监控系统和电力调度数据网的安全,宜按调度中心提出的设备技术要求配置安全防护设备,如纵向加密装置等。5 1 4软件构成5141监控系统软件应由系统软件、支持软件和应用软件组成。51 4 2软件系统的可靠性、实时性、实用性、可移植性
16、、可扩展性、可维护性和开放性等性能指标均应满足系统本期及远景规划要求。5 143支持软件的网络通信系统应满足各节点之间信息的传输、数据共享和分布式处理等要求,通信速率应满足系统实时性要求。51 44 软件系统应配置各种必要的维护、诊断和测试等工具软件。5 145应用软件必须满足系统功能要求,具有良好的实时响应速度和可扩充性。5146 间隔层设备和装置信息模型及通信宜采用DLT 860系列标准。5 1 4 7远动通信设备应配置远传信息和与各级相关调度通信中心接口的通信规约,以实现与调度通信中心的远程通信。5 14 8远动通信设备与调度通信中心应采用DLT 6345101、DLT 6345104等
17、规范。5 2系统功能521数据采集与处理521 1应能实现数据采集和处理功能,其范围包括模拟量、开关量、电能量和来自装置的记录数据等。5 2 12模拟量的采集应包括交直流电气参数如电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率等信号。5213开关量的采集应包括直流开关、交流断路器、隔离开关、接地开关的位置信号,设备投切状态,交直流保护和安全自动装置动作及报警信号、变压器分接头位置信号等。5 214 电能量的采集应包括各种方式采集到的交直流有功电量和交流无功电量数据,并实现分时累4NBT 320162013加、电能平衡计算等功能。5215监控设备应支持时标上送,直接接入监控系统的发电设备宜支持时
18、标上送。5216对实时采集的模拟量应进行包括不变、跳变、故障、可疑、超值域、不一致等有效性检查,对实时采集的开关量应进行消抖、故障、可疑、不一致等有效性检查。521 7对实时采集的模拟量应能进行包括乘系数、零漂、取反、越限报警、死区判断等计算处理,对实时采集的开关量应能进行取反等计算处理。5 2 18应支持计算量公式定义和运算处理。521 9应建立历史数据库,定期存储需要保存的历史数据和运行报表数据,实时存储事件数据。521 10历史数据和运行报表数据应包括模拟量定时变化记录、模拟量周期统计值、开关量周期统计值、电能量分时段周期统计值等。52111历史事件数据应包括遥测越限、遥信变位、动作故障
19、信号、操作事件等。521 12宜采用专用录波装置对电网侧事故前后进行录波,录波信息应能在监控工作站上调看和分析。5 2 11 3对事故时发电侧逆变器录波记录,应能在监控工作站上调看和分析。5 2 2事件与报警5221 事件内容应包括遥测越限、遥信变位、动作故障信号、操作事件等被监控设备信号,还应包括监控系统本身的软硬件、通信接口和网络故障信号。5222对站内重要设备的状态变化应列为事件顺序记录处理内容。5 2 23事件处理应能分类、分层进行,历史事件的存储应便于按各种要素进行查询和检索。5224报警方式应直观、醒目,可伴有声、光、色等效果。5 225在监控画面上应能对指定设备和测点进行方便的复
20、归操作、抑制或恢复报警。5226应规范化事件信息描述,同类事件句法应统一,同一要素词汇应统一。5227应具有事件确认功能。5 2 2 8应具有事件打印、输出文本或电子表格文件等功能,便于保存、查阅。52 29应具有全息事故追忆功能,追忆时间不应少于事故前lmin和事故后2rr,Jn,采样周期与监控系统采样周期一致。52,3运行监控5231 监控工作站是光伏电站与运行人员的主要人机交互方式,间隔层的就地手动控制功能是应急情况下的备用方式。5 2 3 2监控工作站应为运行人员提供:调用、显示和复制各种图形、曲线、报表;发出控制操作命令:查看历史数据及各项参数或定值;数据库定义和修改,软件系统参数定
21、义和修改;图形及报表的生成、修改;报警确认,报警点的抑制恢复;运行文件的编辑、制作等。523 3现场设备应提供重要参数的显示和必要操作按键。5 234 图形监控画面内容应包括:全站实时运行数据、生产统计数据、设备状态、电气接线图与参数、保护配置图及其投切状况、保护整定值、模拟光子牌、装置与计算机工况、并网点参数、电能质量监测数据、环境参数、历史发电趋势分析、发电预测图等。5 235 图形监控画面形式应包括:文本或图符表示的日期时间、模拟量值、遥信状态值、电能量值、实时统计值、历史数据、计算值等;曲线方式显示的数据历史或实时变化趋势等。对测点的不同质量状态、遥信的不同值图符、设备电压等级和容量应
22、有显著区别或动画效果。52 3 6所有画面应可直接打印机打印或复制输出,且保持与监控画面效果一致。5 2 37控制操作对象宜包括:直流开关、各电压等级的断路器和隔离开关、电动操作接地开关、主变压器和站用变压器分接头位置、保护软压板投切、主要设备的启动退出等。5238调节对象宜包括:保护装置整定值、逆变器运行参数设定、储能控制器运行参数设定、自动装置运行参数设定、记录装置运行参数设定等。NB,T 3201620135239控制操作与调节应具有操作权限检查、同一时刻操作的唯性检查、位置检查等安全措施。5-23 10应具有人工控制和自动控制两种方式。52311 人工控制应包括调度中心控制、主控室控制
23、、就地手动控制三种控制方式,并具有调度中心主控室、主控室就地手动的控制切换功能。控制级别由高到低是:就地手动、主控室、调度中心,三种控制级别应相互闭锁,同一时刻只允许一级控制。5 2 312当站控层设备及网络停运后,应能在间隔层对断路器、逆变器等设备进行一对一人工控制操作。5 23 13在自动控制过程中,程序遇到任何软、硬件故障均应输出报警信息,停止控制操作,并保持所控设备的状态。52 4防误闭锁5241所有操作控制均应经防误闭锁,并有闭锁逻辑判断结果及出错报警信息输出。5 24 2站控层实现光伏电站综合防误操作闭锁功能,间隔层实现本间隔范围内防误操作闭锁功能。52 4 3站控层及间隔层应采用
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