【解決方案】分布式光伏電站的運(yùn)維管理

 

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

0背景

受?chē)?guó)家激勵(lì)政策調(diào)控和光伏產(chǎn)業(yè)鏈成本持續(xù)下降影響，全國(guó)光伏發(fā)電呈現(xiàn)出井噴爆發(fā)式發(fā)展，如何做好光伏電站前期并網(wǎng)的服務(wù)工作和后期運(yùn)行過(guò)程中的維護(hù)管理工作，是國(guó)家電網(wǎng)公司保證“陽(yáng)光扶貧”政策有效落地的工作，更是保障光伏用戶補(bǔ)貼收益和光伏電站長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

1分布式光伏電站的現(xiàn)狀

近年來(lái)，分布式光伏電站得到國(guó)家的大力支持。為助力打贏脫貧攻堅(jiān)戰(zhàn)，國(guó)家電網(wǎng)公司實(shí)施“陽(yáng)光扶貧行動(dòng)”，更加助推了分布式光伏電站的普及與推廣。根據(jù)中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)光伏新增裝機(jī)容量超過(guò)43GW，其中分布式光伏約20GW，占比接近50%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，安徽東至縣供電公司2018年組織并網(wǎng)分布式光伏電站108戶，累計(jì)并網(wǎng)容量達(dá)6380kW，分布式光伏電站正處于發(fā)展高峰期。

2分布式光伏電站存在問(wèn)題

隨著分布式光伏電站的井噴式增長(zhǎng)，其所存在的問(wèn)題也日益凸顯，結(jié)合分布式光伏電站推廣與運(yùn)維過(guò)程中的實(shí)際情況，其問(wèn)題主要體現(xiàn)以下兩個(gè)方面。

（1）前端服務(wù)不到位。對(duì)于多數(shù)農(nóng)村家庭來(lái)講，分布式光伏電站依然屬于新興事物，部分農(nóng)民根本不知道光伏扶貧是做什么的，不了解光伏發(fā)電和光伏扶貧的相關(guān)政策。因此，在光伏電站前期推廣過(guò)程中，從光伏發(fā)電的政策和電價(jià)、補(bǔ)貼，到光伏電站的選址與建設(shè)，都需要供電企業(yè)及有關(guān)部門(mén)提供更加積極主動(dòng)和專(zhuān)業(yè)的服務(wù)，保障光伏電站的順利建設(shè)并網(wǎng)和補(bǔ)貼效益及時(shí)到位。

（2）后期運(yùn)維管理不完善。分布式光伏電站一般規(guī)模較小、分布廣、數(shù)量多，而且光伏電站之間又相對(duì)獨(dú)立，不利于光伏電站的集中式運(yùn)維管理。其中村級(jí)光伏電站作為扶貧的主要模式，分布在各個(gè)村的光伏電站是由村集體自己維護(hù)還是由建設(shè)它的企業(yè)負(fù)責(zé)維護(hù)一直以來(lái)沒(méi)有定論。從某種意義上說(shuō)，光伏扶貧電站后期的運(yùn)營(yíng)維護(hù)比建設(shè)更為重要。部分光伏電站因?yàn)榻ǔ赏度胧褂煤筇幱谌狈?zhuān)業(yè)人員監(jiān)管的狀態(tài)，越來(lái)越多的光伏電站面臨運(yùn)維難題，如設(shè)計(jì)缺陷、設(shè)備質(zhì)量缺陷、施工不規(guī)范等問(wèn)題都給光伏電站的運(yùn)維管理帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，導(dǎo)致發(fā)電效率大幅下降，影響光伏用戶的發(fā)電效益。因此，要做好光伏電站的運(yùn)行管理，特別要重視維護(hù)管理，以推進(jìn)光伏發(fā)電站更好發(fā)展。

3提升好的服務(wù)

（1）靠前服務(wù)，做好宣傳。積極主動(dòng)向客戶宣傳光伏政策，供電企業(yè)安排相關(guān)人員定期進(jìn)行走村訪戶，及時(shí)掌握客戶用電傾向和需求。供電營(yíng)業(yè)廳擺放光伏發(fā)電宣傳冊(cè)，保證客戶及時(shí)了解光伏發(fā)電政策。通過(guò)各項(xiàng)宣傳活動(dòng)以消除廣大用戶對(duì)分布式光伏發(fā)電政策的顧慮，也可以消除用戶對(duì)光伏電站安裝在自家屋頂或者村里空地上的安全疑慮，還可以讓廣大貧困戶了解光伏發(fā)電的相關(guān)知識(shí)，幫助他們安全用電。

（2）加強(qiáng)內(nèi)外部溝通聯(lián)系。供電企業(yè)加強(qiáng)與項(xiàng)目建設(shè)方、施工單位聯(lián)系，根據(jù)年度光伏電站建設(shè)規(guī)劃，結(jié)合供電公司線路設(shè)備狀況，在電站選址時(shí)，提出合理化建議，要求項(xiàng)目單位盡量在建議臺(tái)區(qū)范圍內(nèi)選址，對(duì)因受林業(yè)、國(guó)土等條件限制，需在建議臺(tái)區(qū)范圍外選址的，供電企業(yè)及時(shí)調(diào)整計(jì)劃，提前做好配套電網(wǎng)的建設(shè)和改造，同時(shí)供電區(qū)域內(nèi)客戶經(jīng)理全程跟蹤、協(xié)調(diào)光伏電站項(xiàng)目并網(wǎng)，縮短光伏項(xiàng)目從策劃到獲得收益的周期，節(jié)約時(shí)間和成本。

（3）快捷*效、讓用戶及時(shí)受益。供電企業(yè)在與村集體溝通協(xié)調(diào)安裝光伏發(fā)電設(shè)施的過(guò)程中，同步就發(fā)電用戶結(jié)算周期達(dá)成一致，告知結(jié)算電量的審核確認(rèn)流程，讓發(fā)電用戶知根知底。與當(dāng)?shù)囟悇?wù)部門(mén)及銀行達(dá)成協(xié)議與共識(shí)，以加快光伏發(fā)電的電費(fèi)結(jié)算流程，確保發(fā)電用戶在結(jié)算周期內(nèi)*一時(shí)間獲得收益。

4強(qiáng)化運(yùn)維管理

（1）規(guī)范光伏用戶檔案管理。當(dāng)前分布式光伏電站主要為家庭式光伏電站和村級(jí)光伏電站，位置相對(duì)分散，為有效對(duì)所有并網(wǎng)分布式光伏電站運(yùn)維管理，供電企業(yè)應(yīng)持續(xù)建立和完善光伏用戶檔案。針對(duì)家庭式光伏，由各供電區(qū)域內(nèi)建檔保存，相關(guān)客戶經(jīng)理定期跟蹤更新。針對(duì)于村級(jí)光伏電站，完整的檔案資料是做好服務(wù)工作的前提和基礎(chǔ)，因此須做好光伏電站的項(xiàng)目備案、資格審查、四方確認(rèn)表等基礎(chǔ)資料完善，由縣級(jí)供電企業(yè)相關(guān)部門(mén)妥善留檔保存。

（2）跟蹤落實(shí)光伏扶貧效益。針對(duì)享受扶貧政策的村級(jí)光伏扶貧電站，在做好前期并網(wǎng)服務(wù)工作的基礎(chǔ)之上，要強(qiáng)化后期光伏電站發(fā)電效益和政策補(bǔ)貼落實(shí)。以安徽省東至縣為例，目前全縣范圍內(nèi)共建成并網(wǎng)村級(jí)光伏扶貧電站10個(gè)，其中7個(gè)為扶貧項(xiàng)目，3個(gè)因政策變化，未能及時(shí)納入扶貧項(xiàng)目，無(wú)法享受扶貧電價(jià)。供電企業(yè)及時(shí)走訪客戶并發(fā)放告知單，并積極與縣扶貧辦、發(fā)改委等相關(guān)部門(mén)進(jìn)行溝通協(xié)作，匯報(bào)并配合解決有關(guān)問(wèn)題，以期盡早落實(shí)貧困補(bǔ)貼。同時(shí)，供電企業(yè)通過(guò)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、用電采集系統(tǒng)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)手段，對(duì)光伏電站發(fā)電情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，及時(shí)通知并幫扶光伏電站處理異常狀況，保證光伏電站發(fā)電效率。

（3）優(yōu)化光伏電站后期運(yùn)維。由于分布式光伏電站的零散分布的特點(diǎn)，目前光伏電站后期運(yùn)行維護(hù)工作主要是村集體自行組建的維護(hù)隊(duì)伍對(duì)光伏電站進(jìn)行日常維護(hù)，供電企業(yè)專(zhuān)業(yè)電工定期開(kāi)展技術(shù)幫扶和光伏知識(shí)宣貫。這種運(yùn)維方式的弊端在于村級(jí)維護(hù)隊(duì)伍缺乏專(zhuān)業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，只能解決簡(jiǎn)單的運(yùn)行異常，針對(duì)較為復(fù)雜的問(wèn)題無(wú)法及時(shí)有效地處理。因此，有必要在此運(yùn)維管理基礎(chǔ)之上，利用微信平臺(tái)定期發(fā)布電站運(yùn)維管理知識(shí)，增強(qiáng)貧困戶運(yùn)維意識(shí)。設(shè)立村級(jí)電站運(yùn)維管理微信工作群，方便電站發(fā)生故障時(shí)及時(shí)交流。包括相關(guān)扶貧管理人員、村干部、國(guó)家電網(wǎng)技術(shù)員、電站管理員、運(yùn)維技術(shù)人員，形成政府、供電企業(yè)、建設(shè)企業(yè)和村集體于一體的運(yùn)維交流平臺(tái)，實(shí)施有效的進(jìn)行光伏電站運(yùn)維管理工作。同時(shí)，制定合理的運(yùn)維分工和科學(xué)的管理制度，如生產(chǎn)運(yùn)行制度、安全管理制度、應(yīng)急消防制度、設(shè)備運(yùn)行規(guī)程等，其中生產(chǎn)運(yùn)行制度所規(guī)定的日常巡檢工作、定期巡檢和特殊情況下巡檢是需要的，及時(shí)掌握電站的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或潛在的問(wèn)題，確保光伏電站正常發(fā)電。安全管理貫穿運(yùn)維的全過(guò)程，包括合理使用安全器具和熟悉安全操作規(guī)范等，以保障人身安全和設(shè)備安全。

5安科瑞分布式光伏發(fā)電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)解決方案

5.1概述

“十四五”期間，隨著“雙碳”目標(biāo)提出及逐步落實(shí)，本就呈現(xiàn)出較好發(fā)展勢(shì)頭的分布式光伏發(fā)展有望大幅提速。就“十四五”光伏發(fā)展規(guī)劃，國(guó)家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展中心副主任陶冶表示，“雙碳”目標(biāo)意味著國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，未來(lái)10年，新能源裝機(jī)將保持在110GW以上的年增速，這里面包含集中式光伏電站和分布式光伏電站。相較于集中式電站來(lái)說(shuō)，分布式對(duì)土地等自然資源沒(méi)有依賴，各個(gè)地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎(chǔ)，在碳中和方案的可選項(xiàng)中，分布式光伏由于其靈活性必將被大力發(fā)展，目前已有河北、甘肅、安徽、浙江、陜西等9省發(fā)布關(guān)于分布式光伏整縣推進(jìn)工作的通知。

目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)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(lèi)分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

5.2相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》：分布式電源并網(wǎng)電壓等級(jí)可根據(jù)各并網(wǎng)點(diǎn)裝機(jī)容量進(jìn)行初步選擇，如下：8kW及以下可接入220V；8kW~400kW可接入380V；400kW~6000kW可接入10kV；5000kW~30000kW以上可接入35kV。*終并網(wǎng)電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)條件，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選論證確定。若高低兩級(jí)電壓均具備接入條件，優(yōu)先采用低電壓等級(jí)接入。

Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》

GB/T29319-2012《光伏發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》

GB50797-2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》

Q/GDW1617-2015《光伏電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》

JGJ203-2010《民用建筑太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》

5.3解決方案

（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(jī)功率在8kW左右。戶用光伏電站今年發(fā)展非常迅猛，根據(jù)國(guó)家能源局網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)，截至2021年6月底，全國(guó)累計(jì)納入2021年國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼規(guī)模戶用光伏項(xiàng)目裝機(jī)容量為586.14萬(wàn)千瓦，這相當(dāng)于6個(gè)月在居民屋頂建造了四分之一個(gè)三峽水電站。

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(lèi)型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)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(duì)于光伏電站的管理者來(lái)說(shuō)，通過(guò)云平臺(tái)來(lái)管理此類(lèi)光伏電站非常有必要，安科瑞在這類(lèi)光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

（2）交流380V并網(wǎng)

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網(wǎng)，這類(lèi)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(yīng)明確計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置除應(yīng)考慮產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)外，還應(yīng)考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個(gè)計(jì)量點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)雙向電能計(jì)量裝置，其設(shè)備配置和技術(shù)要求符合DL/T448的相關(guān)規(guī)定，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術(shù)性能應(yīng)滿足國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。用于結(jié)算和考核的分布式電源計(jì)量裝置，應(yīng)安裝采集設(shè)備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過(guò)匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計(jì)量電表用于計(jì)量光伏發(fā)電量，同時(shí)在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計(jì)量電表，用于計(jì)量企業(yè)上網(wǎng)電量，數(shù)據(jù)均應(yīng)上傳供電部門(mén)用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補(bǔ)貼和上網(wǎng)電量結(jié)算。

部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)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(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)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(lèi)型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能。

這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過(guò)云平臺(tái)采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，安科瑞在這類(lèi)光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

（3）10kV或35kV并網(wǎng)

根據(jù)《國(guó)家能源局關(guān)于2019年風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)通知》（國(guó)發(fā)新能〔2019〕49號(hào)），對(duì)于需要國(guó)家補(bǔ)貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，需要滿足單點(diǎn)并網(wǎng)裝機(jī)容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網(wǎng)運(yùn)行安全技術(shù)要求的前提下，通過(guò)內(nèi)部多點(diǎn)接入配電系統(tǒng)。

此類(lèi)分布式光伏裝機(jī)容量一般比較大，需要通過(guò)升壓變壓器升壓后接入電網(wǎng)。由于裝機(jī)容量較大，可能對(duì)公共電網(wǎng)造成比較大的干擾，因此供電部門(mén)對(duì)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(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)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(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。

上圖為一個(gè)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(guò)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(shè)置)，*后經(jīng)過(guò)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(jī)容量比較大，涉及到的保護(hù)和測(cè)控設(shè)備比較多，主要如下表