分布式光伏电站组件级物联安全改造方案项目背景据统计，现在 80%以上的光伏电站着火是由直流电弧引起，特别是在发电过 程经常会由于线路破损、树木遮挡、组件热斑或者组件接地等原因形成电弧或接 地，进而诱发火灾当火灾发生时，光伏电站的组件仍处于发电状态，其产生的 高压极易对救援人员产生危害，导致救援缓慢火灾加重XX 光伏电站现场情况复杂，下方为厂房仓库为避免光伏电站意外起火特 加组件物联和安全保护系统项目目标加装组件物联和安全保护系统，提升电站应对危机处理的能力，发生组件漏 电和电弧等情况时进行组件快速关断，提高电站整体抗风险能力，同时对电站组 件进行监测和数据分析改造对比组件安全保护能力对比组件快速关断电压过宫报警串联电弧检测并联电弧检测漏电濫检测改造前>;改造后777组件检测数拐劳析対比'ME组件|1月影检测组件积友检测组件热斑检 测组件二极管损坏 检测组件过度衰 城检测改造前XX改造后77组件故障定位能力対比M能组件旁路定位串联电弧定位并联电弧定位漏电流定位组件异常定位改造前XXKXX改造后彳V逆变器分析能力对比功能MTTP能效扌聚逆要器億崖预警逆变器能效监测改造前X冥改造后、、功能概述1、组件级直流拉弧检测、主动保护、和故障定位 实时检测任意点的拉弧，故障出现时关断组件，避免火灾发生；并定位到拉 弧位置，方便进行故障排除。
这类事故定位是关键，如果不能定位就没有办法故 障排除2、组件级关断 一旦发生火灾或者检修时，关断每块组件，使光伏方阵任意两点的电压都在 安全电压之内，方便火灾救援和检修3、接地漏电和并联放电故障的实时检测、主动保护和精准定位 过去这类事故频繁出现，不能及时精准定位，导致发电量损失；由于传统光 伏有光就有电，导致这类事故没法消灭，容易蔓延，形成火灾，造成巨大灾难4、组件级精细化数据监测 通过监测每一块板子数据，得知组件的健康状况、组件积灰、阴影遮挡、以 及逆变器的工作状态，针对性检修维护保养，提高发电量系统方案组成 主要是由末端、头端、控制器组成末端安装于光伏组件下侧末端对光伏 组件进行监测、故障实时检测和开关控制头端安装于光伏组串进入逆变器之前， 每个末端支持与多个组串它与末端进行通信，对每个末端进行访问和控制控制 器集成数据网关、本地显示、手动开关等功能，一个控制器可以支持多个头端1、智能组件末端模块（主动保护和故障定位功能）2、头端模块、主控模块、 APPAPP头端:主控:FR-PVMS-HKAFR-PVMS-MDE应tllttilhiMiriiBHillMnlllUtfiiiininii8 ■HilHlbl ：■ rhOib*类似工程及案例相关1、国家电投集团大江东深国际物流园分布式光伏电站项目；2、中国华能集团公司徐州市分布式电站项目；3、浙江省嘉兴高盛新材料厂区光伏项目改造；4、腾圣光伏储能项目组件关断项目通信技术指标1. 末端模块与头端模块之间采用电力线载波双向通信。
2. 上述的电力线载波双向通信，通信距离不低于500m，也就是光伏组串的环路长度达到 500m 时也可以稳定的通信3. 每个末端有独立的编址，头端可以对每个末端进行独立的数据访问和控 制4. 通信实时性要求，头端对每个光伏组件的访问时间不大于 1S 功能和相应的指标要求（关断、监测、电弧、漏电） 1.关断功能技术指标（可以自动关断和手动关断）a）自动关断功能：快速关断末端要在出现温度过咼、串联电弧、并联电弧、对地电弧、漏电现象时自动关断，旁路掉问题组件并能追踪定位指标如下：i. 过温自动关断，温度值可以设定，默认是105摄氏度，动作时间可以设定,默认是 10 秒；快速关断末端要在到达上述温度时，在设定的时间自动关断；ii. 串联电弧自动关断，动作灵敏度可以设定，但最大不能超过750J快速关断末端要在达到设定的动作故障能量之前自动关断；iii. 并联电弧、对地电弧自动关断，动作灵敏度可以设定，但最大不能超过 750J快速关断末端要在达到设定的动作故障能量之前自动关断；iv. 组件间产生对地漏电自动关断，动作漏电电流可以设定，当组件间产生 对地漏电时，漏电值达到设定值时，要在设定对时间之内关断。
b）手动关断功能：1. 当头端模块掉电后，所有的末端模块要在30秒之内全部关断；ii.当通过控制器手动发送关断命令时，所有的末端模块要在关断命令发出 后 5 秒内全部关断2. 组件物联和精细化数据分析的技术指标a） 组件数据快照，即得到的光伏组件数据是同一时刻的，要求是每个组件数 据的时间误差小于10mS因为光线、逆变器等外部条件在时刻改变，只有同一 个时刻的组件数据，才能分析出准确的结果；b） 上述的组件快照的时间间隔可以设定，最低要求是5分钟一个快照；c） 组件快照的数据内容至少要包括组件的功率、电压、电流、发电量、工作 点（组件功率与电压的斜率），它们的精度要达到 1%之内；d） 数据分析功能要支持异常组件、逆变器MPPT效能、阴影遮挡、组件积灰；e） 异常组件分析功能，是指由于组件自身原因引起的发电异常，例如旁路二 极管坏、裂片、热斑等问题要可以指示出这些组件的数量、衰减率和位置；f） 逆变器MPPT效能，是指逆变器是不是在准确和实时的工作在光伏阵列的 最大功率点要给出逆变器MPPT效能时间曲线，评估出每个时段效能得分，精 度要达到 1%；g） 阴影遮挡功能，要给出阴影遮挡的组件位置，已经被遮挡引起的发电量损 失；h） 组件积灰分析功能，要评估出组件的积灰程度，估计出积灰的发电量损失。
3. 电弧检测、保护、定位的技术指标a） 每个快速关断末端模块要集成电弧检测、保护、和故障定位功能；b） 电弧故障检测要准确的检测出串联电弧、并联电弧和对地电弧，检测的时 间要小于 2S；c）当出现电弧故障时，末端模块能自动进入关断模式，进行灭弧保护，动作 时间和动作灵敏度可以设定；4. 漏电检测、保护、定位的技术指标a） 当组件间出现对地漏电时，要实时检测、保护、和故障定位；b） 检测的时间要小于30S；c） 当对地漏电出现时，末端模块能自动进入关断模式，进行漏电保护，动作 时间和灵敏度可以设定2 系统框图PVI4220^DC PLC3-BDC PLCfl^缜中式逆蛮器3 设备使用情况0末端榄规■2*14*225=70224-f电压，电济，腿监测分析i电孤漏电 流檢则，快湮关时卩UC收发PL匚道观环路＜ LKM②头端植块228个通过PL匚谕取末端櫃块监测敎据，］控制器228个道过両町读取头端瓊快的幻牛對拐®RS4S5通信线16*N tRS4S5 通信，纭制 4P（¥JS氏B）N<1KM軌轍瓠机15 4时主控上阿盘供比信号■ 口天于帖吓如业光纤收岌器泸15=韵*肝组建牆坏网,提供呃服务①本罐牆器if分析和管理组件徹据■M丰郅部署的专用服牖粉光优菅理谿if廉示和管理组翩拥使用丰郅輻的前端应用。