高速公路闲置土地资源化利用：广西浦北互通3MW分布式光伏监控实践
摘要： 分布式光伏项目在清洁能源转型中扮演重要角色，其创新的空间利用模式有助于缓解能源开发与土地资源间的矛盾。广西大唐至浦北高速公路（浦北互通）项目，利用高速公路沿线闲置空地建设光伏电站，发挥了分布式光伏分散布局、权属清晰的优势。该模式避免了土地资源竞争，同时实现了土地增值与绿色能源生产的双重目标。项目中配置的防孤岛保护功能是保障电网安全的关键环节，能有效防止电网断电时光伏系统持续向电网供电（孤岛效应），对于保护运维人员安全、维护电网稳定运行及设备安全至关重要。
关键词： 分布式光伏；高速公路；防孤岛保护；电力监控；土地资源利用
1.项目概述
全球能源结构加速向低碳化转型，分布式光伏发电因其灵活性与清洁性，成为推动可再生能源规模化应用的重要途径。面对土地资源约束的挑战，广西大塘至浦北高速公路光伏发电项目（浦北互通段）创新性地利用高速公路沿线边坡闲置空地，建设了总规模约3.31MWp的分布式光伏电站，采用“全额上网”模式，通过原有10kV六桥线接入钦州市电网。
该项目作为响应国家优化能源结构、提供清洁可靠能源的示范项目，选用高效光伏组件，计划于2025年4月底投产。项目二次系统选用了分布式光伏监控系统解决方案，旨在提升本地保护与监控的稳定性和可靠性。项目建成后将提供清洁可再生能源，助力减少对传统能源的依赖和降低碳排放。
本文重点介绍该项目的光伏电站接入系统方案、系统继电保护及安全自动装置配置、系统通信及调度自动化方案。
2.系统解决方案
本项目为容量3.31MW的分布式光伏电站，采用全额上网模式。系统新增光伏出线柜、计量柜、PT柜及光伏进线柜。配置自动化系统实时采集并网信息并上传至当地调控中心DMS系统。光伏发电逆变器输出800V交流电，经箱变升压至10kV后，通过高压电缆接入新增的10kV光伏进线柜，最终经并网柜并入原有10kV六桥线。核心监控平台具备全站数据实时观测、事故告警提示等功能。
3.关键技术方案
3.1 升压变压器及高低压配电设备
项目配置多台干式变压器（容量分别为1000kVA两台、800kVA两台、500kVA一台、630kVA一台），额定电压10.5±2×2.5%/0.8kV，接线组别Dy11，满足户外使用及国家能效规范要求。
3.2 继电保护及安全自动装置
电站主要电气设备采用微机保护，满足信息上送要求，配置符合《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB14285－2006）。
（1）防孤岛保护： 配置AM5SE-IS防孤岛装置（适用35kV/10kV/380V系统），具备三段式过流、反时限、零序过流等保护功能。其核心作用在于：
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保障人员安全： 电网或光伏侧失电时快速切断并网点，防止维修人员触电。
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防止设备损坏与电网冲击： 避免孤岛效应导致的电压/频率异常对电网和设备造成损害。
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提升系统可靠性： 实时监测与快速响应维持系统稳定及与大电网的功率平衡。
项目要求逆变器具备快速孤岛检测与断开能力，其防孤岛方案需与继电保护、安全自动装置及低电压检测相协调，符合国家电网规定。
（2）并网线路保护及安全自动装置： 线路短路故障时，保护应瞬时跳开并网点断路器，确保故障快速可靠切除。用户变电站10kV母线配置故障解列装置，实现频率电压异常紧急控制。
（3）电能质量监测： 并网电能质量需满足《GB/T 15543-2008 光伏发电系统接入电网技术规定》等国家标准，监测电压、电流、频率、谐波等参数。
（4）AGC/AVC装置： 根据南方电网调度要求（《光伏发电系统接入配电网技术规定 GB/T 29319-2024》），配置AGC/AVC装置对逆变器有功/无功功率进行调节，实现“可观、可测、可控、可调”。
（5）态势感知装置： 依据《南方电网分布式新能源并网网络安全防护方案》，配置配网安全防护装置，实现网络安全威胁实时监测与审计，数据上传至电力监控系统网络安全态势感知平台，及时预警潜在风险。
4.监控系统结构与功能
本项目配置Acrel-1000DP分布式光伏电力监控系统，实现保护、控制、通信、测量及全站综合自动化管理。系统接入逆变器、高低压设备等状态信号。
4.1系统结构
采用开放式分层分布式结构：
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站控层： 由服务器、操作员站、远动站等组成，提供人机界面，为全站监控管理中心，具备与远方调度中心通信接口（通过远动工作站GPRS公网）。
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就地层： 由智能测控单元、通讯单元、逆变器采集单元、多功能表等构成，直接采集处理现场数据（逆变器、箱变、并网开关），并执行站控层控制命令。在站控层失效时可独立运行。
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通讯网络： 站控层与就地层间采用GPRS无线通讯。每个光伏单元配置带无线发射的数据采集装置，收集组件、逆变器、测控、计量数据，通过无线网络传输至监控系统。
4.2系统功能
（1）实时监测： 以配电一次图直观显示运行状态，实时监测各回路电压、电流、功率、功率因数等电参量及断路器、隔离开关状态、故障告警信号。支持按配电房或高压区域查看。
（2）光字牌监测： 集中显示各保护装置的遥信状态信息，便于监测全站事故告警及开关状态。
（3）实时曲线监测： 动态展示选定参数的变化趋势（支持最多4条曲线），便于运行分析。
（4）实时报表监测： 查询各回路或设备实时运行参数（电流、电压、功率因数、有功/无功功率、电能、遥信量等），包含实时值（状态着色）、测点状态、日最值/发生时间、日平均值、日变位次数等。支持报表导出与打印。
5.结语
在“双碳”目标驱动下，分布式新能源建设加速推进。国家政策对高速公路陆域经济发展的支持，为探索高速公路沿线光伏发电创新运行模式、挖掘陆域经济潜力提供了契机[3]。广西浦北互通3MW分布式光伏项目积极响应了这一方向。项目的成功实施，不仅在于充分利用了高速公路闲置土地资源，更在于其严格遵循电网安全要求，部署了包括完整监控系统在内的技术方案。此类安全可靠的解决方案，对于保障分布式光伏高比例有序并网、实现统一管控、促进与大电网协调运行，以及构建数据透明、调控便捷、能源互动的新型分布式新能源调度管理体系具有实践意义。