葡萄牙光伏系统采用监测解决方案 可靠经济的光伏发电场运行

Wirtgen Invest Holding公司位于德国诺伊施塔特市 (Neustadt/Wied)，目前在葡萄牙投资发展可再生能源。在2020年和2021年，Wirtgen Invest与其合作伙伴投资安装了6个光伏系统。

这些合作伙伴中有来自汉堡的WiNRG公司，该公司自2005年以来一直活跃于可再生能源领域。该公司在全球范围内为客户提供大型项目管理和交易服务，其中包括风力发电机和光伏系统。项目团队成员还包括项目管理方EPC Conecon公司、控制和监测光伏系统的系统集成商Zebotec公司、分析软件供应商QOS Energy公司和菲尼克斯电气。

根据德国能源与水行业协会 (BDEW) 的数据，葡萄牙超过一半的电力来自可再生能源。从装机容量来看，主要是水电和风电，而光伏发电 (PV) 几乎没有得到利用。目前，这种情况正在发生翻天覆地的变化。截至2021年底，葡萄牙已建成总容量达1.7 GWp的地面光伏系统。预计到2030年将新建容量达9 GWp或更高的发电场。葡萄牙的六个光伏发电场均已装配了菲尼克斯电气监测解决方案。

在莫拉（Moura），第五座光伏发电场于2021年年中成功接入电网。发电场坐落于葡萄牙东南部，临近西班牙边境，拥有超过130,000块光伏面板，额定功率为49.4 MWp。该光伏系统通过当地新建的变电站直接接入高压电网， 然后根据购电协议 (PPA) 售电。

结合邻近的Amareleja and Ferreira do Alentejo光伏系统、里斯本北部的Cartaxo and Santarem光伏发电场以及阿尔加维大区的Lagos发电系统，莫拉（Moura）每年生产超过3.25亿MWh的绿色电力。这可满足80,000多户四口之家的电力需求，减少了140,000吨的碳排放。

由于各光伏发电场结构类似，因此我们以莫拉（Moura）发电场为例来解读这一方案。发电场共设有525台紧凑型汇流箱 (SCB)，用于采集7,350个光伏组串的电流，并将电流传输至相同数量的SMA公司SHP75逆变器。在汇流箱内，直流电缆具备电涌电压防护。这一点非常重要，因为地面光伏系统占地面积大且暴露在户外环境下，容易遭受雷电流和电涌电压的影响。菲尼克斯电气防雷及电涌保护器显著提高了光伏发电场的可用性。保护器符合EN 50539-11和UL 1449 标准（第3版）有关光伏装置电涌保护的要求，并通过KEMA认证。如果需要维护，可断开汇流箱，确保维护工作的安全实施。

由逆变器转换而来的交流电压输送至安装在现场的20个变电站，电压在此由0.4 kV转换为30 kV。在太阳能馈入本地电网之前，变压器会将采集到的30 kV交流电压在电网接入点处转换为60 kV。此处的测量设备会记录电网参数，并将参数传输至中央馈电控制器。分布式发电系统用于保障电网的高稳定性。因此，相关光伏电网运营商根据光伏系统的联网条件，规定电网需要维持的频率、电压及无功功率范围。发电系统调节器（电源控制单元）将记录电网连接点的电压和无功功率，便于数据检查。随后，菲尼克斯电气的发电系统调节器在此基础上确定各个控制值，并将数据转发给逆变器，逆变器可根据需要进行调整。

除发电外，像莫拉（Moura）这样的大型光伏发电场还会产生大量数据，必须收集、处理和分析这些数据，方可评估光伏系统运行的经济性。因此，20个变电站各有一台数据记录仪。数据记录仪采用自动检测模式，支持即插即用，因此可轻松连接光伏发电场内安装的所有系统。由于无需进行配置，调试用时显著减少。数据记录仪内置逆变器管理器，可通过以太网接收逆变器的数据，并将数据传输到同样安装在记录仪内的AXC 1050小型控制器，该控制器属于Axiocontrol产品系列。此外，AXC 1050还可收集来自相连气象传感器的数据。

莫拉（Moura）光伏发电场共计安装了6个气象监测系统，包括14个光伏面板温度传感器、8个总日射表、12个参考电池、2个风向传感器、2个风速传感器和2个温度、湿度和气压组合传感器。菲尼克斯电气环境传感器通过Modbus协议直接连接到控制系统。传感器参数已经预先配置好，可直接用于传输气象数据。使用M12 Y型分配器，无需单独连接每个传感器，便可轻松实现串联。该设计可显著减少现场接线量，轻松将传感器集成到整个系统中。与紧凑型气象监测系统不同，菲尼克斯电气的传感器为独立模块。因此，如果某个传感器发生故障，只需更换该传感器即可。

通过气象传感器，运营商可测得光伏系统的功率，即能效比 (PR)。该值由实际和目标发电量之间的比率计算得出，其中实际发电量是由安装的电能监测设备测定。总日射表和参考电池分别水平以及倾斜25°安装在光伏面板上，用于提供目标发电量信息。如果计算出的能效比过低，运营商可进行相应调整。数据记录仪亦可接收数字信号，其中包含变压器温度和开关设备状态信息。

借助光纤冗余环形结构，逆变器、气象传感器、变压器和开关设备的各项数据传输至控制室的光伏发电场控制中心。依托菲尼克斯电气开放、灵活的控制平台，数据可轻松转发到QOS Energy公司的资产绩效管理门户。然后根据数据得出的具体分析、警告和报告来优化运维服务提供商的工作流程。

菲尼克斯电气智能自动化技术可持续记录6个光伏发电场的各项数据，然后采用QOS Energy公司的资产绩效管理解决方案进行分析。菲尼克斯电气为WiNRG公司提供了一套全面、无缝的光伏发电场管理监测解决方案，涵盖了从现场侧数据记录到馈电控制和可视化的所有环节。该解决方案可确保光伏发电场运行的可靠经济。

欢迎随时与我们联系。我们将与您商讨，携手找到合适的解决方案。