分布式能源并网场景下的监测要求有哪些？

分布式能源并网场景下的监测要求需覆盖电能质量、设备状态、控制响应、通信安全等多维度，具体要求如下：

一、核心电能质量指标监测

电压与频率

偏差范围：35kV 及以上供电电压偏差绝对值之和≤10% 标称电压，20kV 及以下三相供电偏差≤±7%，220V 单相供电偏差为 + 7%~-10%。

动态响应：电压暂降 / 暂升事件记录时间分辨率≤1ms，幅值误差≤±2%，并网点电压恢复至标称值 85% 后需在 30ms 内退出动态无功支撑。

谐波与间谐波

限值：公共连接点（PCC）谐波电压总畸变率≤5%（10kV 及以下），各次谐波电流注入需符合 GB/T 14549 标准天津市滨海新区工业和信息化局。

测量精度：2~50 次谐波含量测量误差≤±5%，间谐波（0.1~99.9 次）误差≤±5%。

三相不平衡度

长期限值：负序电压不平衡度≤1.3%，短时（1 分钟）≤2.6%。

动态监测：需捕捉负荷突变引起的瞬时不平衡，如光伏逆变器启停导致的电流波动。

功率因数与无功调节

调节范围：并网点功率因数需在 0.95（超前）~0.95（滞后）连续可调，10kV 及以上并网的分布式电源应具备自动无功控制能力天津市滨海新区工业和信息化局。

响应时间：无功功率调节响应时间≤2s，动态无功电流上升时间≤30ms。

二、设备状态与控制能力监测

分布式电源本体状态

逆变器：监测直流侧电压 / 电流、交流侧功率因数、效率，故障时需记录详细波形（如 Comtrade 格式）。

储能系统：监测 SOC（荷电状态）、SOH（健康状态）、充放电功率，电池温度偏差≤±5℃天津市滨海新区工业和信息化局。

有功功率控制

调节精度：10kV 及以上并网的光伏系统有功控制误差≤1% 额定功率，响应时间≤5s。

一次调频：需具备频率响应能力，有功调频系数 10~50，死区 ±0.02~0.06Hz，响应滞后时间≤1s天津市滨海新区工业和信息化局。

故障穿越能力

低电压穿越（LVRT）：

电压跌至 0% 时需维持并网 150ms，跌至 20% 时维持 625ms，期间注入动态无功电流（ΔIt=K1×(0.85-Ut)×IN，K1=1.5~3）。

高电压穿越（HVRT）：电压升至 130% 标称值时需维持并网 200ms，期间吸收容性无功。

三、通信与数据传输要求

通信协议

主流协议：支持 IEC 61850（智能变电站）、IEC 60870-5-104（调度主站）、Modbus TCP 等，满足多设备协同监测。

边缘计算：分布式能源集群需配置边缘服务器，实现本地数据预处理（如异常过滤），减少云端传输压力。

数据实时性

关键参数：电压、电流、功率等实时数据上传周期≤1 秒，故障事件数据需在 100ms 内推送至调度主站天津市滨海新区工业和信息化局。

时间同步：多设备时钟同步误差≤1ms，采用 GPS 或北斗授时。

安全防护

加密传输：采用国密 SM4 算法对数据加密，部署防火墙和纵向加密装置，禁止非授权访问。

访问控制：基于角色的权限管理，仅允许授权用户进行参数配置和控制操作天津市滨海新区工业和信息化局。

四、环境与扩展监测

环境参数

气象数据：监测辐照度、风速、温度（精度 ±0.5℃），用于发电预测和设备效率分析天津市滨海新区工业和信息化局。

地理信息：记录分布式电源地理位置（经纬度），结合电网拓扑优化接入点选择。

扩展功能

电能质量预测：基于历史数据和 AI 算法预测谐波、电压波动趋势，提前调整无功补偿策略。

虚拟电厂（VPP）：聚合分布式能源参与需求响应，监测实时可用容量和调节潜力。

五、行业标准与合规性

国内标准

基础标准：GB/T 19862（监测设备通用要求）、GB/T 19964（光伏电站接入规定）。

行业规范：DL/T 1365（监测装置技术规范）、Q/GDW 1617（电网企业验收细则）。

国际标准

IEC 61000-4-30：Class A 级设备谐波测量误差≤1%，支持动态事件捕捉。

IEEE 1547：规定分布式电源并网的孤岛检测时间≤2 秒，故障穿越曲线与国内标准兼容。

六、典型应用场景要求

工商业分布式光伏

监测重点：380V 并网点需上传电压、电流、有功 / 无功功率，每 15 分钟生成电能质量报表天津市滨海新区工业和信息化局。

保护配置：配置防孤岛保护（AFD 法，频率扰动 0.5Hz），动作时间≤200ms。

储能电站

核心参数：监测 PCS（储能变流器）的直流侧电压、交流侧功率因数、充放电循环次数，SOE 事件分辨率≤1ms天津市滨海新区工业和信息化局。

安全冗余：采用双机热备通信模块，年平均无故障时间（MTBF）≥8760 小时。

微电网

协同控制：监测分布式电源、储能、负荷的实时功率，通过下垂控制实现功率均分，频率偏差≤±0.1Hz。

黑启动：需具备孤岛运行能力，监测微电网电压 / 频率稳定性，恢复并网时间≤5 分钟。

七、实施建议

分阶段验证

并网前：通过标准源（如 Fluke 6105A）模拟电压暂降、谐波等场景，验证监测设备精度。

运行中：定期（每年 1 次）进行现场比对测试，误差≤1%，并更新通信协议版本天津市滨海新区工业和信息化局。

数据平台建设

云平台：采用分布式架构（如 Hadoop）存储历史数据，支持多维度分析（如按区域、设备类型）。

预警系统：设置阈值（如谐波畸变率 > 5%），通过短信、邮件推送告警，响应时间≤30 秒天津市滨海新区工业和信息化局。

通过以上监测要求的全面实施，可有效保障分布式能源并网的安全性、稳定性和经济性，支撑新型电力系统的智能化发展。

审核编辑 黄宇