基于群调群控系统的园区分布式光伏电站应用研究

Abstract：With the advancement of the "dual carbon" target， distributed photovoltaics in industrial parks have become one of the important directions for energy transformation. This article takes a distributed power station project as a case study， combined with a group control system， to study the distributed photovoltaic power station in the park from three aspects： design， technical implementation， and application effect. By analyzing project technical parameters and operational data， verify the role of group regulation and control in improving power generation efficiency and ensuring grid stability， and provide reference for similar projects.

1 引言

分布式光伏发电因清洁、高效特性在园区能源系统广泛应用，但存在出力波动、电网协同难等问题；群调群控系统通过集中监控、动态调节实现光伏电站与负荷、电网协调，是解决上述问题的关键技术[1～6]。某园区项目总装机 799.24kW，采用 “自发自用、余电上网” 模式，20 年总发电量 1706.99 万 kWh，年减排二氧化碳486.7 吨，具典型性与示范价值。本文结合该项目及相关技术规范，探讨群调群控系统在园区光伏电站的设计与应用。

2 系统总体设计

2.1 光伏电站硬件配置

项目含屋顶光伏与光伏车棚两部分。屋顶装 1126 块 580Wp 单晶单玻组件，车棚 670 ㎡装 252 块 580Wp单晶双玻组件，总容量 799.24kW。光伏组件串并联后，接入110kW 组串式逆变器将直流电转换成400V 交流电，接入新增380V 低压并网柜，接入厂区原有配电房变压器低压备用断路器，电气一次系统简图如1 所示。

图1 电气一次系统简图

每个并网点设置1 台0.4kV 并网柜，0.4kV 开关短路开断能力与原有低压柜参数保持一致。当原厂区低压柜无备用回路接入时，并网应采用低压母排或低压母线槽接入原厂区的低压柜母线上。根据《国家电网公司光伏电站接入电网技术规定》，小型光伏电站可不具备无功功率和电压调节能力，其输出有功功率大于额定功率的50%时，功率因数应不小于 0.98 （超前或滞后），输出有功功率在 20%～50% 之间时，功率因数应不小于0.95 （超前或滞后）。

2.2 群调群控系统架构

对于容量为400kW～6000kW 的聚合型分布式电源，其运行数据应接入地区电网调度自动化新能源管理系统。为保证有源配电网运行安全，应配置符合安全规范的分布式电源综合控制终端，在地区电网调度自动化新能源管理系统接入该类分布式电源的实时量测数据，使其具备对该类分布式电源有功、无功具备实时调节能力，满足“可观、可测、可控、可调”的要求，群调群控系统分为三层。感知层：含环境监测仪（测辐照度、温湿度等）、智能电表、逆变器状态传感器，1 分钟采集一次数据，为控制提供依据。网络层：光纤与无线通信结合，关键数据用光纤传输，普通数据经4G/5G 无线传输，确保数据实时性与安全性。控制层：含中央控制器与边缘计算节点。

2.3 关键技术实现

系统用 LSTM 神经网络，结合历史数据与实时气象，预测 24 小时发电量，误差≤5%。群调群控系统的动态调节分为三级。日内优化：按预测曲线制定功率计划，每15 分钟更新。实时校正：当实际出力与计划偏差超5% ，调节逆变器无功输出，功率因数维持 0.9 - 0.9（滞后）。紧急响应：电网频率异常（ ⟨ℏ|1>50.5Hz⟩ ，10 秒内削减 20% 有功，符合频率响应标准。系统参与电网调峰，接收调度指令后，30 秒内调整出力。经测试，夏季午间负荷高峰，电站按指令降低 15% 出力，减少电网压力。

3 效益分析

本项目静态投资约 290 万元，按 20% 资本金，自发自用比例 70% ，余电上网比例 30% ，综合自发自用电价（含税，折后）0.5308 元/kWh，余电上网电价（含税）0.3598 元/kWh 计算，本工程25 年运营期测算资本金财务内部收益率 17.89% ，投资回收期（税后）10.26 年。25 年寿命期内，项目预计累计节约标煤6356.8 吨，减排二氧化碳约12024.2 吨，累计减排二氧化硫约2.13 吨，累计减少氮氧化物排放约 3.2M^♯ ，技术指标验证见表1。

表 1 技术指标验证见表

4 结论

本项目实践表明，群调群控系统可提升园区光伏电站经济性与可靠性。通过动态调节、智能运维，解决了出力波动与电网协同问题，群调群控系统使发电效率提升 4.2% ，年增收益约 3.6 万元，系统提升电网接纳能力，为园区增加绿色电力 40% ，年减少电费支出约46 万元，为分布式光伏规模化应用提供技术支撑。

参考文献

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作者简介： 李猛（1993.08-），男，汉族，山东菏泽，本科，学士，工程师，主要研究方向：新能源、综合智慧能源项目开发及技术研究。E-mail：limeng@spic.com.cn.

作者简介：李延雷（1983.03-），男，汉族，山东济宁，研究生，硕士，正高级工程师，从事新能源、综合智慧能源项目开发及技术研究。E-mail：liyanlei@spic.com.cn.