您好, 歡迎來到環(huán)保在線! 登錄| 免費注冊| 產(chǎn)品展廳| 收藏商鋪|
摘要:2021年9月,國家發(fā)改委印發(fā)烷善能源消費強度和總量雙控制度方案》,提出鼓勵可再生能源的使用,支持可再生能源發(fā)展。在這樣的政策推動下,光伏發(fā)電市場無疑將迎來高質(zhì)量發(fā)展的新機遇。現(xiàn)結合山東博物館光伏電站日常管理的工作經(jīng)驗以及其他項目的調(diào)研情況,剖析電站運維過程中的幾點突出問題并給予解決建議,希望能提升電站運營質(zhì)量,推動我國太陽能發(fā)電事業(yè)健康發(fā)展。
關鍵詞:文化公益場館;分布式光伏;并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng);運維管理
0、引言
2021年9月,國家發(fā)改委印發(fā)了《完善能源消費強度和總量雙控制度方案》,提出到2035年,能源資源優(yōu)化配置、節(jié)約制度將更加成熟和定型。《山東省能源發(fā)展“十四五"規(guī)劃》明確提出,“十四五"期間,山東省將實施可再生能源倍增行動,推進工業(yè)廠房、商業(yè)樓宇、公共建筑、居民住宅等屋頂光伏建設,優(yōu)先發(fā)展“自發(fā)自用"分布式光伏。在這樣的政策推動下,光伏發(fā)電市場將迎來高質(zhì)量發(fā)展的新機遇。
山東博物館太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)位于博物館頂層,實施區(qū)域面積約7000m2,光伏矩陣采用標準功率為180Wp的多晶硅光伏組件,共計39組2500塊,總裝機容量429kWp。項目于2010年7月建成投入使用,截至目前已持續(xù)運行11年。結合電站日常管理的工作經(jīng)驗以及其他項目的調(diào)研情況,本文將探討光伏電站日常運維過程中需要注意的幾點問題,為完善文化公益場館光伏發(fā)電運營體系助力。
1、并網(wǎng)光伏電站運維過程中的突出問題
1.1設計缺乏統(tǒng)籌性、前瞻性
在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有水平的基礎上,設計時應綜合考慮方案實施的實際條件,如硬件設施、工作環(huán)境等,以發(fā)展的眼光規(guī)劃電站建設,既方便日常維護管理,又具備接駁未來先進技術的能力。在山東博物館逆變器工作的11年內(nèi),除日常維護外,機房內(nèi)的設備工作正常,室外則已大修兩次。事實證明,逆變器根據(jù)太陽能電池板的單元劃分散布在場區(qū)內(nèi),位置設計不合理將給人員日常巡檢帶來不便;室外環(huán)境惡劣,風沙、灰塵、水汽等容易進入逆變器,如不采取防護措施,容易引發(fā)內(nèi)部電路故障;設備選型更換不匹配、不兼容,會影響系統(tǒng)發(fā)電效率,給電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運行帶來隱患。
1.2生產(chǎn)和技術服務水平參差不齊
現(xiàn)階段,我國太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)步入商業(yè)化應用階段。光伏產(chǎn)品生產(chǎn)方面,市場供應商良莠不齊,產(chǎn)品質(zhì)量波動大;技術服務方面,運維單位綜合實力薄弱,人員的技能水平參差不齊,最終導致光伏電站在運維管理中暴露出各種各樣的問題。光伏電站建設初期,方案設計疏忽、設備質(zhì)量缺陷、施工質(zhì)量差等問題給電站的后期運維帶來嚴峻挑戰(zhàn);日常管理中,電站工程師對于光伏產(chǎn)業(yè)了解不細致,職業(yè)素養(yǎng)低下,實操經(jīng)驗匱乏,電站時常因操作不當而引發(fā)技術故障,或者因監(jiān)測不到位而無法準確判斷并消除故障,影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運行。
1.3業(yè)主和維保單位權責劃分不清、管理混亂
良好的運維管理制度是保證電站穩(wěn)定運行的基礎,扎實地執(zhí)行制度則是電站正常運行的可靠保障。光伏電站運維管理制度,主要是明確電站在運行維保方面的管理細節(jié),明確業(yè)主和維保單位在電站管理中的工作職責和處理權限。但是,當前光伏電站運行管理中確實存在權責不清、管理混亂的現(xiàn)象:單位部門間的管理界面模糊不清甚至留有管理空白,制度權責不完善、不明晰,導致業(yè)主和維保雙方產(chǎn)生消極怠工的態(tài)度,在電站運行、數(shù)據(jù)管理和維護保養(yǎng)等方面相互扯皮;有的電站雖然制定了較為完善的運維管理制度,但在人員落實方面存在缺位錯位,懶散現(xiàn)象時有發(fā)生。
1.4資產(chǎn)激勵策略不健全
長期以來,國有資產(chǎn)的管理研究習慣側重于資產(chǎn)顯性的投資收益,而隱性的、內(nèi)在的資產(chǎn)收益研究一直未引起足夠的重視??稍偕茉撮_發(fā)利用作為科室的主管經(jīng)費項目,在單位主體申報財政預算時,往往被納入整體運行經(jīng)費中,沒有體現(xiàn)其突出的重要性,導致資產(chǎn)管理經(jīng)常出現(xiàn)諸如績效考核目標不清晰、重使用輕管理、經(jīng)費被擠占、產(chǎn)出效益不高等現(xiàn)象。針對以營利為目的的光伏電站,人們從投資者的角度完成了其運作模式、管理機制、政策支持等投資策略的全過程研究,而“自產(chǎn)自用"模式下潛在的能源節(jié)約,也應當及時撥付運維資金,積極探索可持續(xù)發(fā)展的資產(chǎn)激勵策略。
2、并網(wǎng)光伏電站運維管理建議
2.1優(yōu)化系統(tǒng)設計方案
文化場館設施平層面積大,屋面無遮擋,平面鋪開優(yōu)勢明顯,適合釆用屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。新建場館建筑與光伏發(fā)電系統(tǒng)應統(tǒng)一規(guī)劃設計,建筑外型協(xié)調(diào)美觀、供用電系統(tǒng)安全可靠;在既有建筑物上實施光伏建筑附加(BAPV)工程時也要綜合考慮結構改造和電氣安全性。
根據(jù)光伏電站的實際工況,太陽能機房宜設置在建筑屋頂或頂層,控制設備集中管理,優(yōu)化線路敷設方案,降低線路能耗,減少故障點。
逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關鍵設備,其內(nèi)部有電容、顯示屏等電子元件,不耐高溫,宜集中安裝于屋面或頂層的機房內(nèi),遮陰避雨、防塵防濕、通風散熱良好;安裝位置兼顧網(wǎng)點、組件兩者的距離,靠近網(wǎng)點則節(jié)約投資成本,靠近組件則電纜損耗低、施工方便。電池方陣的支架基座多采用現(xiàn)澆混凝土方式建設,澆筑過程中,建議添加適量的防水混合劑到混凝土內(nèi),與屋面防水系統(tǒng)共同設計、集中施工,杜絕出現(xiàn)屋面雨水滲漏問題。
2.2選擇質(zhì)優(yōu)價廉的光伏產(chǎn)品和技術服務
經(jīng)過十多年的發(fā)展,我國光伏制造業(yè)已實現(xiàn)本土化生產(chǎn),產(chǎn)業(yè)化技術水平和體系建設達到了世界水平,多晶硅材料、電池板組件、逆變器等生產(chǎn)成本下降明顯。巨大的市場發(fā)展前景也引發(fā)了行業(yè)思考:如何甄別眾多光伏產(chǎn)品的良莠,保證電站運營的壽命與品質(zhì)。
光伏電站的全壽命周期長達二十余年,關鍵設備的品牌選擇和技術服務是決定電站收益的關鍵因素。由于技術zhuanli的排他性,買方單位應慎重選擇品牌,以明確的標準對龐大的光伏市場進行篩選,綜合考察品牌影響力、科研實力和企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ?,選擇合作意向目標。以市場導向為主線,兼顧成本控制和性能提升,優(yōu)先選擇擁有強大技術支撐和研發(fā)投入,在產(chǎn)品質(zhì)量上不斷提高的品牌企業(yè)作為長期戰(zhàn)略合作伙伴。
影響分布式光伏電站發(fā)電量的關鍵因素是系統(tǒng)效率,系統(tǒng)組件的選擇或更換要遵循規(guī)范要求,以逆變器為單元劃分子系統(tǒng),接入系統(tǒng)的組件電性能參數(shù)要盡可能一致。對于太陽能電池板之類的核心產(chǎn)品要注重光電轉換效率,而對于質(zhì)量技術相對成熟的逆變器、變壓器、匯流箱、線纜等設備,在滿足設計參數(shù)的范圍內(nèi)優(yōu)先選擇性價比高的產(chǎn)品。
2.3制定詳實可行的管理方案并執(zhí)行
文化單位要定期組織學習guo家新能源相關政策,緊跟光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐,制定符合自身場館特點的運行、維護和檢修等中長期規(guī)劃,做好電站營運管理工作。
制定詳實可行的管理方案,根本任務是保持國有資產(chǎn)的安全完整,不僅要重視約束維保單位,確保運維質(zhì)量,更要明確產(chǎn)權單位自身的責任和義務,強化職員監(jiān)督管理的積極性和責任心。對于電站的整體管理與維護,國家近十年相繼出臺了多項標準規(guī)范,細化巡檢周期、維護規(guī)則,規(guī)范電站信息化管理。
光伏電站的正常運行,定期維護工作重要性。維保單位要分析電站服役工況,檢查設備是否帶病運轉,準確查找故障原因,判定故障點位。要留意匯流箱、配電柜等箱體內(nèi)是否有積塵雜物、觸點松動等,檢查線纜老化問題,掌握電池板熱斑現(xiàn)象及逆變器元器件工作情況。在進行維護與管理的同時,注意記錄電站的實時運行數(shù)據(jù),如天氣條件、發(fā)電時間、發(fā)電量、負荷情況、設備不良故障等。詳實可靠的運維記錄是判定系統(tǒng)工作是否正常的基本依據(jù),有助于系統(tǒng)故障預判,從而及時制訂處理預案。
2.4完善資產(chǎn)激勵和效能評價體系
目前,我國對公共建筑能效提升的激勵手段主要為財政補貼兇?!笆奈?期間,光伏發(fā)電將實現(xiàn)無補貼平價上網(wǎng),相應的財政補貼政策陸續(xù)停止,公共建筑節(jié)能降耗將面臨著激勵不足等問題。如何讓光伏發(fā)電保值增值,確定科學的資產(chǎn)激勵方案迫在眉睫。
資產(chǎn)激勵,大部分產(chǎn)權單位側重于設備的維護責任,強調(diào)安全可靠,而諸如光伏發(fā)電等利用可再生能源進行節(jié)能降耗的資產(chǎn)具有隱性產(chǎn)出的特點,設備收益較易被忽視。
資產(chǎn)激勵的對象主要是產(chǎn)權單位。一方面,應注重資產(chǎn)的保值性,防止資產(chǎn)流失。公益類事業(yè)單位的經(jīng)費主要來源于公共財政,政府決策經(jīng)費的分配比例時,應留意開發(fā)利用可再生能源項目的資金申請,將節(jié)能降耗項目的經(jīng)費單獨列支,優(yōu)先予以保證,充足的運維資金是項目保值運行的前提條件。另一方面,要維持資產(chǎn)的增值性,確保持久穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。對于有條件、有能力開展碳中和的文化公益場館,將節(jié)能降耗作為主評項或者加分項納入單位的年度績效考核計劃中,制定科學的績效激勵標準,量化測評指標,用好獎懲項,提升資產(chǎn)激勵的導向性,促進可再生能源在公共建筑中的應用廣度和深度。
文化場館具有建筑體量大、能耗強度高的特點,采用光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“自產(chǎn)自用",減輕負荷用電的部分壓力。在健全的政策激勵下,產(chǎn)權單位能夠從光伏發(fā)電系統(tǒng)的運維實況中獲取準確的反饋信息,查找客觀事實與設計初衷的差距,得出正反兩面的經(jīng)驗教訓,形成項目效能評估報告,凸顯設備隱性的經(jīng)濟效益。效能評價對運維方案的完整性和系統(tǒng)性具有重要的意義,有益于業(yè)主各個方位剖析管理方案,調(diào)動和提高人員的工作積極性和職責意識,不斷改進設計理念和節(jié)能技術;推動運維企業(yè)提高服務質(zhì)量,規(guī)范員工的工作行為,避免出現(xiàn)權責不清、管理混亂的局面,將光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟社會效益發(fā)揮到較佳。
3、安科瑞分布式光伏運維云平臺介紹
3.1概述
AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監(jiān)測光伏站點的逆變器設備,氣象設備以及攝像頭設備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點。主要功能包括:站點監(jiān)測,逆變器監(jiān)測,發(fā)電統(tǒng)計,逆變器一次圖,操作日志,告警信息,環(huán)境監(jiān)測,設備檔案,運維管理,角色管理。用戶可通過WEB端以及APP端訪問平臺,及時掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。
3.2應用場所
目前我國的兩種分布式應用場景分別是:廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏,這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。
3.3系統(tǒng)結構
在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表,通過網(wǎng)關將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務器,并將數(shù)據(jù)進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺,及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。
3.4系統(tǒng)功能
AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構,任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據(jù)權限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)(如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息)。
3.4.1光伏發(fā)電
3.4.1.1綜合看板
●顯示所有光伏電站的數(shù)量,裝機容量,實時發(fā)電功率。
●累計日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。
●累計社會效益。
●柱狀圖展示月發(fā)電量
3.4.1.2電站狀態(tài)
●電站狀態(tài)展示當前光伏電站發(fā)電功率,補貼電價,峰值功率等基本參數(shù)。
●統(tǒng)計當前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。
●攝像頭實時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境,并且接入輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數(shù)。
●顯示當前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。
3.4.1.3逆變器狀態(tài)
●逆變器基本參數(shù)顯示。
●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。
●通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。
●直流側電壓電流查詢。
●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。
3.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計
●展示所選電站的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表。
3.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計
●展示所選逆變器的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表
3.4.1.6配電圖
●實時展示逆變器交、直流側的數(shù)據(jù)。
●展示當前逆變器接入組件數(shù)量。
●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數(shù)。
●展示逆變器型號及廠商。
3.4.1.7逆變器曲線分析
●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。
3.4.2事件記錄
●操作日志:用戶登錄情況查詢。
●短信日志:查詢短信推送時間、內(nèi)容、發(fā)送結果、回復等。
●平臺運行日志:查看儀表、網(wǎng)關離線狀況。
●報警信息:將報警分進行分級處理,記錄報警內(nèi)容,發(fā)生時間以及確認狀態(tài)。
3.4.3運行環(huán)境
●視頻監(jiān)控:通過安裝在現(xiàn)場的視頻攝像頭,可以實時監(jiān)視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭,還支持錄像回放以及云臺控制功能。
3.5系統(tǒng)硬件配置
3.5.1交流220V并網(wǎng)
交流220V并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電,裝機功率在8kW左右。
部分小型光伏電站為自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)模式,這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規(guī)模較小,而且比較分散,對于光伏電站的管理者來說,通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要,安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
3.5.2交流380V并網(wǎng)
根據(jù)國家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術規(guī)定》,8kW~400kW可380V并網(wǎng),超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V并網(wǎng),以當?shù)仉娏Σ块T的審批意見為準。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏,自發(fā)自用,余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前,應明確計量點,計量點設置除應考慮產(chǎn)權分界點外,還應考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應裝設雙向電能計量裝置,其設備配置和技術要求符合DL/T448的相關規(guī)定,以及相關標準、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表,技術性能應滿足國家電網(wǎng)公司關于智能電能表的相關標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置,應安裝采集設備,接入用電信息采集系統(tǒng),實現(xiàn)用電信息的遠程自動采集。
光伏陣列接入組串式光伏逆變器,或者通過匯流箱接入逆變器,然后接入企業(yè)380V電網(wǎng),實現(xiàn)自發(fā)自用,余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量,同時在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計量電表,用于計量企業(yè)上網(wǎng)電量,數(shù)據(jù)均應上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng),用于光伏發(fā)電補貼和上網(wǎng)電量結算。
部分光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(zhì)量,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等,需要安裝單獨的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用,余電不上網(wǎng)模式,這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置,避免往電網(wǎng)輸送電能,系統(tǒng)圖如下。
這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規(guī)模適中,可通過云平臺采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲能系統(tǒng)運行數(shù)據(jù),安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面:
3.5.310kV或35kV并網(wǎng)
根據(jù)《國家能源局關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項通知》(國發(fā)新能〔2019〕49號),對于需要國家補貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目,需要滿足單點并網(wǎng)裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求,支持在符合電網(wǎng)運行安全技術要求的前提下,通過內(nèi)部多點接入配電系統(tǒng)。
此類分布式光伏裝機容量一般比較大,需要通過升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機容量較大,可能對公共電網(wǎng)造成比較大的干擾,因此供電部門對于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信要求都比較高。
光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(zhì)量,包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等,需要安裝單獨的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置。
上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖,光伏陣列接入光伏匯流箱,經(jīng)過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據(jù)情況可不設置),最后經(jīng)過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網(wǎng)。由于光伏電站裝機容量比較大,涉及到的保護和測控設備比較多,主要如下表:
4、結語
可再生能源發(fā)展“十四五"規(guī)劃指出,要充分發(fā)揮可再生能源成本競爭優(yōu)勢,堅持市場化方向,優(yōu)先發(fā)展、優(yōu)先利用可再生能源。光伏產(chǎn)業(yè)作為我國能源產(chǎn)業(yè)升級的新增長點,開展分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運維工作的研究將為其規(guī)?;芾硖峁┯辛Φ募夹g保障,相關部門要加強管理,提升電站運營質(zhì)量,推動我國太陽能發(fā)電事業(yè)健康發(fā)展
參考文獻:
[1] 楊汝俊,馬永玲,范宗強.淺議文化公益場館屋頂分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運維管理[J].機電信息,2022年第3期
[2] 詹正旺.并網(wǎng)光伏電站的運行維護管理探討[J].中國高新區(qū),2018(4):126
[3] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版
請輸入賬號
請輸入密碼
請輸驗證碼
以上信息由企業(yè)自行提供,信息內(nèi)容的真實性、準確性和合法性由相關企業(yè)負責,環(huán)保在線對此不承擔任何保證責任。
溫馨提示:為規(guī)避購買風險,建議您在購買產(chǎn)品前務必確認供應商資質(zhì)及產(chǎn)品質(zhì)量。