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“從太陽能電池片、組件,然后到太陽能電站的設計、開發、運維以及轉讓,我們現在全產業鏈打通了”,一手把蘇美達新能源板塊做起來的蘇美達集團總裁蔡濟波接受《英才》記者專訪時說。如今憑借新技術的突破,蘇美達意欲在太陽能光伏領域實現彎道超車。 穩扎穩打
以貿易起家的蘇美達憑借對市場的敏感嗅覺,在2006年開始進軍光伏國際貿易領域,最多時蘇美達每年光伏設備出口達3.7億美元,進口更是多達10多億美元。
但由于當時光伏行業是賣方市場,產品供不應求,而且沒有研發和制造,很難和客戶形成更深層次的合作。于是,為了爭取話語權及主動性,也基于蘇美達集團從貿易往實業轉型的整體戰略,2008年蘇美達開始組建工廠,進入光伏研發與制造領域。
隨著光伏神話的破滅,之前瘋狂“攻城略地”的光伏企業深陷泥潭,而蘇美達光伏產業卻逐漸脫穎而出。蔡濟波對《英才》記者表示,蘇美達的光伏產業之所以穩健,和其前期沒有在固定資產上大規模投入不無關系。
蘇美達第一期光伏組件廠2008年興建投產,第二期也是兩年之后的2010年開建,雖然當時光伏產品需求旺盛,但是蘇美達在產能上依然進行嚴格控制――即使能賣500兆瓦的產品,但蘇美達的產能也保持在200-300兆瓦,另外的一半在外面代工。
這不僅避免了盲目的重資產投入,也保證了技術上的先進性。
去年蘇美達技術更先進的鹽城東臺第三期項目投產,后續已顯落后的第一期項目也將適時關停。“光伏技術更迭很快,我們的三期項目應該是技術最先進的,如果當時2010、2011年我們就已經擴產這么大,那么如今就擴不動了”,蔡濟波說,“但是由于舊技術效率低、能耗高、成本高,所以新擴產的產能占總產能的比重越低,那么競爭力也就越差”。
此外,光伏電池片環節由于對技術和專業人才要求高,當時初涉此領域的蘇美達便采用和專業公司合資的方式,但即便如此,蘇美達也在電池片領域控制盲目擴產。
蔡濟波始終堅持一個原則――沒有新技術,不擴產。因為他認為,如果技術上沒有突破,只做和別人一樣的產品不僅沒有意義,而且也會增大風險。
如今,經過十多年在新能源領域的運作,蘇美達培養出了一支可以組織、對接新技術的專業團隊,通過多種創新,實現了對市場現有同類產品的優化突破。
“如今太陽能光伏行業要靠技術創新來引領”,蔡濟波表示,擁有創新突破的技術,以及通過借殼登陸資本市場的蘇美達,在“技術+資本”的合力下,力圖在新能源領域實現彎道超車。 發力分布式
如今中國已成為全球最大的光伏產品制造國和消費國,越來越多的光伏從業者把目光轉移到了分布式光伏電站。蔡濟波認為,分布式最符合新能源的特征,而且分布式更能w現管理的精細化,因此蘇美達后續也準備在分布式電站領域“大干一場”。
雖然分布式光伏產業有萬億產值藍海,但專業人士也指出,優質屋頂資源稀缺、部分項目建設質量低下,尤其是中小企業在資金上的捉襟見肘以及缺乏歷史優秀業績的背書,令不少銀行融資機構望而卻步,也在一定程度上制約著分布式產業可持續發展。
對此,在拓展工商業分布式光伏電站的時候,蘇美達可以實現從電站方案的設計、審批、建造以及運維全部包攬,并且還保證電站電量,這是很多中小企業所難以具備的優勢。另外,蘇美達還能利用自身在金融方面的資源,幫助業主解決融資問題。
比如某電站造價1500萬元,而企業只需先行出資400萬元。其余1100萬元,可以由蘇美達幫助對接金融機構來進行項目融資,由于有蘇美達對電站質量的背書,金融機構不僅對項目提供融資,而且還不需要業主進行擔保。
除此之外,蘇美達還和國機集團體系內的其他公司協同開發分布式能源項目。今年3月,國機集團旗下成員企業國機精工下屬鄭州磨料磨具磨削研究所(以下簡稱三磨)和白鴿磨料磨具有限公司,與蘇美達集團下屬蘇美達能源舉行了“三磨”1MW分布式電站項目并網和白鴿4MW分布式項目簽約儀式。
這個分布式光伏電站項目由蘇美達能源負責電站設計、前期項目銜接工作、融資方案以及運維支持。預計該電站每年發電量可達到100萬千瓦時,80%以上的電量可用于企業自用,此外,多余的光伏電力也可直接上網,并與電網進行售電結算,從而實現項目收益的最大化。
華為將逆變器作為進入新能源領域的切入口。從力推“組串式逆變器”,到推廣以逆變器為核心,加入監控系統、通信系統和云計算中心的智能光伏系統解決方案。差異化競爭讓其取得了不俗業績,有華為高管甚至表示,“華為今年肯定第一”。但環境在變,競爭對手已經將華為視為重點盯防對象,推出一系列應對措施,華為的進階之路,將面臨更大的壓力。
差異化的捷徑
華為的逆變器業務始于自身的通信電源。華為的電源業務隨通信主業發展,人數一度超千人。2001年,華為為“聚焦主業”,將這塊業務賣給了美國艾默生電氣公司。到2008年競業協議到期,華為網絡能源業務才轉向外部市場,2010年,逆變器業務獨立出來,成為網絡能源部三大板塊之一。
華為只銷售非主流的組串式逆變器。行業絕對主流是集中式逆變器,集中式逆變器規模大,單瓦價格低,在全球是絕對市場主流。傳統觀點認為,集中式適合大型地面電站,組串式適用于分布式光伏電站,而國內由于各種制約條件,分布式發展并不理想。
不止一位業內人士認為,華為只銷售組串式逆變器好處多多。首先,華為做集中式逆變器很難超越陽光電源,還不如揚長避短推廣組串式。其次,華為突破常理出牌,又有華為品牌背書,行業關注度一下子起來,非常有利于開拓市場。第三,集中式價格戰慘烈,銷售組串式,可以避開高強度價格競爭。
這兩年內,華為很重要的一個工作是市場調研,并將結果反映到產品中。華為逆變器尋找“市場痛點”,改進后又形成了差異化優勢。
據了解,與行業內普遍采用直銷方式不同,華為絕大多數的銷售通過商完成。華為解釋說,這種方式可以彌補華為銷售力量不足。
但在外界看來,這一模式一是通過利益分享,可以借助商資源,更快開拓市場;二是華為可以從商那里及時收回資金,規避了行業的長賬期風險。而商為開拓市場,可以與開發商靈活商定賬期。
得益于華為的進入,組串式逆變器的接受度在提高。2014年,近半的逆變器用戶考慮在1兆瓦以上的光伏電站采用組串式逆變器。2013年這一比例僅為17%。
從2014年開始,華為淡化逆變器概念,推廣智能光伏解決方案。這一整體解決方案,以逆變器為核心,配套監控設備、通信設備、云計算中心,遠程精準監測光伏部件的運行情況,可以大大提高光伏運維效率。
2009年,財政部、能源局聯手推“金太陽”工程,國內光伏電站規模化起步。2013年光伏上網標桿電價出臺,光伏電站發展漸趨有序。國內光伏電站普遍運行才數年時間,而電站生命周期長達25年,光伏運維是必須面對的問題。
業內普遍認為,將逆變器與運維結合是未來的發展趨勢。華為淡化逆變器,主推智能光伏解決方案,相對傳統逆變器廠家賣逆變器,又形成了差異化競爭。
得益于差異化,華為逆變器業務快速增長,2013年實現出貨量1吉瓦,2014年出貨量4吉瓦,華為方面透露,2015年的計劃是8吉瓦。
不遺余力營銷
不管主動或被動,華為總是處于話題之中。當然,華為的品牌效應,加上其不走尋常路的做法,本身就容易招致關注。
2013年,華為宣布實現出貨量1吉瓦,就引起行業的一片質疑。但到了2015年1月,華為公布當年的出貨量,并稱自己已然高出陽光電源公司5個百分點,成為中國第一。
這一次引起了陽光電源的反彈。陽光電源為此公告,強調尚沒有行業主管部門及第三方研究機構對國內逆變器市場進行排名,并公布自己去年的銷售量,超過華為公布的量。
4月份,一家光伏行業網站的逆變器20強排名榜單,又將華為和陽光電源拉入到話題中去。在這份逆變器榜單中,華為和陽光電源并列第一。
這個榜單在業內成為笑談,因為這份榜單上逆變器廠商的總出貨量,遠超能源局公布的光伏裝機量。
市場研究機構IHS的報告最終平息了陽光電源、華為誰是第一的口水戰。據悉,在IHS的排名前夕,陽光電源和華為都提交出貨清單,后來下調了華為的出貨量。
華為一名負責媒體關系的負責人解釋,2013年的情況,是因為華為不想參與排名,沒有提交出貨清單。第二年是因為統計口徑不一樣。IHS是將逆變器已經安裝、或進入開發商庫房才視為出貨量,華為是將逆變器出華為倉庫視為出貨量。有一部分逆變器還在路上。
華為推廣組串式逆變器,是以集中式替代者的姿態出現。這對傳統觀點形成了挑戰,在行業內部,組串式與集中式孰優孰劣,已經成為熱門話題,正反方都有一系列的論據。
一些業內人士認為,華為智能光伏解決方案的功能并不稀奇,業內早已經有類似的供應商。但是華為首先提出這個概念,“風頭全被華為搶走了。”
在中電投黃河水電公司下屬的光伏電站,華為智能光伏解決方案還配套了無人機巡檢,華為又據此推出了“0-touch”理念。華為的一家競爭對手感嘆,華為的產品是不錯,但華為的強大是包括包裝能力、營銷能力的綜合競爭力。
壓力來自對手
隨著銷售量的擴大,華為必須在規模與效益上做一個平衡。業內傳言,華為采用低價的激進銷售策略來拓展市場。不過,有光伏電站開發商說,華為逆變器目前的價格,與行業平均水平相當。
有資料顯示,2015年一季度,逆變器價格繼續出現下滑。一季度,國內集中式逆變器每瓦單價在0.20元人民幣-0.28元人民幣之間,而組串式逆變器的每瓦單價在0.40元人民幣-0.50元人民幣不等。
逆變器行業正在進行價格戰,行業面臨洗牌,華為也面臨著價格下降的壓力。從2012年開始,逆變器就處于價格下降通道,兩年多時間,集中式逆變器每瓦價格跌去了70%,而且還在下降。
華為的競爭對手也正緩過神來。從5月底開始,短短一個多月,陽光電源就連續與東方日升、林洋新能源、原南車株洲所、江蘇曠達四家光伏電站開發商簽署戰略合作協議,對方保證優先使用陽光電源的逆變器產品。
陽光電源也在加大自己的組串式逆變器推廣,還相繼與阿里云、鑒衡認證中心合作,推廣自己的光伏系統解決方案。陽光電源宣稱,自己是亞洲最大的光伏系統解決方案供應商。
價格的壓力、競爭對手的貼身纏斗和更高的銷量目標,華為在承受著更大的壓力。外界甚至有觀點認為,華為在逆變器業務上投入巨大,如果不能盡快實現盈利,整個產品線都存在被華為內部淘汰的風險。
華為智能光伏解決方案一位高管否認了這一觀點。該人士稱,華為不追求短期利潤,首先是尋求做大規模,成為領軍者。他認為,逆變器行業價格戰是過渡現象,隨著產業集中度提高,前幾名的幾大公司會享受到較好的利潤率。“華為在電信設備上就是這么過來的。”
關鍵詞:移動式;光伏電源;無電區;光伏扶貧;太陽能;光伏發電設備 文獻標識碼:A
中圖分類號:TN314 文章編號:1009-2374(2016)26-0039-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.26.019
1 概述
隨著社會發展,人們的生活和工作越來越離不開電能。在一些地區如偏遠山區、牧區、沙漠地區以及野外作業場合,電網覆蓋不到,用電成了大問題,人們在這些場所通常采用燃油發電機等小型發電設備來發電,這種發電設備會消耗汽柴油等化石能源,使用成本高、污染大。相反,利用太陽能這種清潔、普遍的可再生能源進行發電的光伏發電設備具有顯著優點:不消耗化石能源,無噪聲和排放污染,運行維護成本低,使用壽命長。但現有的光伏發電設備往往需要就地施工,結構復雜,不便于移動和轉場使用,不能很好地滿足上述場合的使用需求。為此作者進行了移動光伏電源技術研究,并開發出了綠色環保、使用便利的移動式光伏電源產品。
2 光伏發電概述
太陽能是一種清潔、安全的可再生能源,光伏發電是利用光生伏特效應將光能直接轉變為電能的一種技術。將太陽能電池組件與逆變、配電等設備配合就構成了光伏發電系統。光伏產業是全球能源科技的重要方向,也是我國初具國際競爭力的戰略性新興產業。雖然現階段光伏發電初期投入比較高,但與常規能源發電相比,有其突出的優勢,環保效益是一個方面,在其生命周期內,光伏發電較低的運維成本使其綜合效益穩定可觀。隨著光伏發電的成本逐漸降低以及傳統發電成本的上漲,光伏發電的優勢將會越來越明顯。從產品技術的發展來看,光伏應用的發展可以分為以下三個階段:
地面光伏電站階段:目前我國光伏產業主要還處在這個階段。地面光伏電站需要專門的土地,適宜建設在太陽能資源豐富且土地資源充足地區,如荒地、灘涂、鹽堿地等工農業利用價值低的土地,所發電能通過并網升壓輸送到遠方負荷中心。但由于土地資源的限制和電網傳輸成本的增加,地面光伏電站的裝機增速正在逐年下降。
分布式光伏發電階段:是一種建設在用戶場所或附近,以10kV及以下電壓等級接入電網,所發電能以自發自用為主,多余電量由配電網進行平衡調節,且單個并網點(380V)總裝機容量不超過6MW,220V用戶側單個并網點總裝機容量不超過8kW的光伏發電設施。通常城鎮用戶可利用閑置屋頂或附屬空間安裝光伏并網系統,這種方式已在歐美國家廣泛應用。另外,配置蓄電池或與用電設備直接匹配的離網型分布式光伏發電產品因其特有的適應性和靈活性,也具有廣闊的應用空間。從2012年開始,國家相關部門開始大力推進分布式光伏發電的發展,未來5~10年,分布式光伏裝機將成為光伏裝機容量的主要組成部分。
高效、智能的光伏儲能一體化階段:未來隨著微電網和智能電網技術的進步以及需求側市場的放開,針對終端需求的光伏儲能解決方案越來越重要,一方面通過技術升級實現光伏發電系統效率提升;另一方面通過智能硬件和網絡服務實現智慧管控,實現發電和儲能的商業模式創新。
3 移動式光伏電源技術研究
從目前的發展趨勢來看,移動式光伏電源產品具有地面電站和分布式光伏所不具有的獨特優勢,是光伏應用的重要形式。目前市場上已出現多種可移動的光伏電源應用技術,如ZL201310433397.9專利公開了一種一體式光伏電源,直接在太陽能電池組件背面安裝接線盒和移動電源模塊,體積小、重量輕、便于攜帶,但只能輸出直流電。ZL201320221353.5專利公開了一種可折疊模塊化的光伏電源,包括用于安裝控制模塊的移動式支撐箱體、可折疊光伏支架以及安裝在可折疊光伏支架上的光伏電池板,該技術具有體積小、模塊化等優點,但折疊式結構往往存在可靠性低、使用壽命短的問題。上述各種光伏電源存在諸如容量小、輸出模式單一、移動不便等問題,不能有效滿足無電缺電地區及市電應用不便場合的用電需求。
筆者提出的產品原理如圖1所示,主要由光伏組件、光伏控制器、逆變器、蓄電池、移動電源車組成,采用模塊化結構,各個部件安裝在戶外專用拖車上,整機外觀如圖2所示,在動力裝備牽引下,整個電源系統可靈活移動。
主要技術參數如下:(1)光伏系統容量:1~5kW(樣機配置為2kW);(2)額定輸出電壓:AC220V(單相)/AC380V(三相);DC12~48V;(3)輸出正弦波畸變率:0.8;(7)系統保護功能:過充電、過放電、過負荷、短路、反接、過壓、漏電保護;(8)拖車:四輪拖車/兩輪拖車,配有支撐腿。
主要功能特點如下:(1)能同時提供直流電源和交流電源,滿足多種負荷需求;(2)模塊化配置,使用和維護成本低、壽命長;(3)精巧的電動傾角調節機構,0°~40°大范圍調節,適合各種光照條件;(4)可靠的伸縮機構和專用拖車,操作方便,便于移動,適合各種場合;(5)可配置市電充電功能,關鍵時刻可實現市電應急充電;(6)提供通訊接口,可接入互聯網,實現遠程管理。
綜上,該移動式光伏電源技術參數可靈活配置,可為各種直流、交流負載提供電力,同時模塊化的結構便于維護保養,在機動車等外力牽引下,可靈活移動和轉場作業。傳統離網光伏產品結構松散、可靠性差、容量偏小,僅能滿足照明等基本需求,使用維護不便;而小型分布式并網產品需要固定的安裝場合,占用空間,施工不便,維護成本高,且需要與市電并網,不能離網運行,只能作為補充能源。與其相比,移動式光伏電源具有獨特的優勢。
4 移動式光伏電源應用
基于本技術開發的光伏電源系統,實現了不依賴電網的電力供應,通過遠程監控還可實現無電地區用電解決方案和遠程服務,解決偏遠地區運維難題。具體應用領域主要包括以下六個方面:(1)軍隊、野外作業:部隊拉練、演習,考古探險,戶外勘察等;(2)農業:灌溉、大棚供電、滅蟲等;(3)兵團、牧區:灌溉、生活用電、電圍欄等;(4)抗震救災:應急供電,就地發電;(5)島嶼:無電島嶼供電、漁村生活用電、漁船應急電源(固定式方案);(6)服務區、車站、停車場、學校:應急備用電源、電動車充電電源。
以無電區為例,自2000年以來,國家已通過各種方式解決了607萬戶、2414萬無電人口用電問題,但剩下的無電地區大都是最難啃的“硬骨頭”,面臨電力工程建設造價高、投資資金缺口大等問題,工程推進困難。這些無電區多為“老、少、邊、窮”地區,經濟發展相對滯后,距離現有電網較遠,交通不便,施工條件差。由于自然環境惡劣,無電地區的工程造價普遍偏高,其輸變電線路、電源工程建設造價比常規工程高2~3倍。而且無電地區負荷分散,電網建成后還將面臨電網利用率低、維護成本高等問題。近兩年來,國家通過大電網延伸和因地制宜發展小微水電、風光互補等方式解決無電地區人口用電問題,取得了很大進展。然而由于地域遼闊、居住分散、自然條件差、經濟狀況差、工程投資大、施工難度大等原因,四川、青海、甘肅、等部分偏遠地區,還有一部分尚未徹底解決供電問題。2014年,國家能源局、國務院扶貧開發領導小組辦公室聯合印發了《關于實施光伏扶貧工程工作方案》,決定利用6年時間組織實施光伏扶貧工程。無電地區多數也是貧困區,光伏扶貧開拓了扶貧工作的新途徑,也擴大光伏市場的新領域,移動式光伏電源產品為光伏扶貧提供了新的產品選擇,也是解決最后這些無電區用電難題的理想方式。
再以國防應用為例,我國國境線長、接壤國家多,眾多邊防哨所地處偏僻的山區、分散的海島或遼闊的草原,補給不便,生活及通信用電是個大問題。同時軍隊在野外拉練、演習或作戰時,發電設備是重要保障,移動式光伏電源可以作為應急備用電源,一定程度上有助于降低對后勤補給的依賴。
針對快速增長的野外作業等電源需求,無論是地質勘探、考古發掘,還是基建施工、抗震救災,移動式光伏電源能很好地解決對電網和化石燃料的依賴,只要有陽光,就能產生電能,滿足作業需求。鑒于我國是農牧業大國,用電不便是農牧業生產普遍面臨的問題。采用移動式光伏電源可為灌溉設備、黑光燈滅蟲、電圍欄等農牧業設備提供電源,使用便利。
隨著人們生活水平的提高,高品質的戶外旅游得到發展,房車自駕游、野外露營也將成為重要的旅游品類,該產品可以很好地發揮其移動靈活的優勢,成為必備的旅行裝備。景區建設也將對電源覆蓋以及可靠性提出更高的要求,該產品不依賴電網、可持續供電的特征使其在該領域有一定優勢,能夠在旅游業大發展階段獲得一定市場。
5 結語
綜上所述,移動式光伏電源技術是解決無電區及特殊用電需求的理想方式,但后續還需要不斷優化,以適應市場和產業的多種需要,下一步重點研究內容包括結構小型化技術、特殊環境可靠性技術,以提高發電效率為目的的自動調節跟蹤技術以及Plug and play自適應并離網技術等。
參考文獻
[1] 王志新.移動光伏應急電源技術[J].高科技與產業化,2009,(6).
[2] 梁高琪.無電區能源利用[J].China's Foreign Trade,2011,(12).
[3] 廖東進,黃觀吉.離網光伏發電系統優化設計探索
【關鍵詞】光伏電站;并網;系統設計
能夠直接和電網并網輸送電能的光伏發電系統叫做并網型光伏電站,不向電網供電的叫離網型光伏電站。光伏電站可以帶蓄電池和不帶蓄電池等方式系統,帶蓄電池的儲能方式并網發電系統可調度性更強,能夠根據需求接入或者退出電網,也可以用作電網故障時的備用電源,是一種清潔的可再生能源,研究大型光伏電站系統設計,對進一步提高光伏電站的效率和綜合建設效益有著重要意義。
一、總體方案
(一)光伏陣列運行方式
光伏組件的發電量主要和光伏陣列入射角有關,通過研究自動跟蹤系統自動調整陣列的入射角度,可以更好的利用光照資源,提高發電效率。
跟蹤系統有單軸和雙軸之分,單軸跟蹤系統可進一步分為平單軸和斜單軸,選擇跟蹤系統結構形式要綜合考慮光伏電站所在區域氣候條件,選擇抗風性能強、維護方便、可靠穩定且性價比高的結構類型。相比之下,雙軸跟蹤系統的發電量最高,比固定支架多出36%,斜單軸方案增加發電量31%,平單軸發電量增加量為18%。然而雙軸跟蹤系統占用更大的面積,建設與維護成本高,穩定性較差。斜單軸系統的占地面積和雙軸跟蹤系統基本相當,但是發電量增加卻很小,由于帶傾角,建設與維護成本也偏高。平單軸跟蹤支架的占地面積增加較小,但是發電量增加較顯著,作為一種多點支撐方案,穩定性高于發電效率更高的其他兩種形式,經過經濟性論證,認為選用平單軸方案比較合理。
(二)電站直流系統
光伏并網電站是單元系統疊加形成的,對單元系統的優化是電站優化的基礎措施。
1、光伏組件組串
光伏組件輸出電壓變化應該在逆變器輸入電壓范圍之內,并且輸出功率應該盡量接近逆變器的最大功率點(MPPT),從而增大系統效率。
2、輻照情況
根據太陽能輻射情況,確定并聯光伏組串總功率和逆變器額定功率之間的比值,接近1:1比較理想。
3、最高輸出電壓
光伏組串的最大輸出電壓不能超過光伏組件電壓范圍的高限值。
(三)總圖
1、功能分區和布局
為了提高光伏電站場地資源,將西、北側光照條件相對不良區域作為發展用地,安裝合適的支架,提高光照利用率,南面采用不同的支架,更好的利用資源。
2、方陣區和內部通道
光伏組件形成矩形光伏陣列,區塊之間設置內部通道,以不遮擋和檢修方便為宜。設計階段要注意確保南北向陣列內所有組件都在相同軸線上,兩列光伏之間的距離要確保冬至日跟蹤系統-60°-+60°范圍內,全部光伏組件的有效日照時間至少有6h,而整個陣列的方位角應該控制在0°。根據場地緯度和自然坡度計算系統東向西軸心距離,南北向軸心距離的確定要兼顧東西方向消防、檢修以及電纜通道。為了提高電纜敷設的標準性,采用電纜溝的電纜敷設方式,將逆變器設置在方陣道路兩旁位置,方便運輸已檢修,隔一行光伏組件布置一條東西向電纜支溝,用于放置匯流箱,南北向組件電纜從電池背板經鍍鋅鋼管引入支溝接入匯流箱。南北向電纜支溝經過逆變器室下,垂直連通東西方向電纜支溝,盡量減少低壓直流電纜和高壓交流電纜之間的用量。
3、道路
光伏陣列為矩形陣列,內設內部通道,區域內有道路連通,形成環路。
4、排水
場地內如果有自然坡度,可充分利用其排水。
5、圍欄
圍墻工程有廠區和升壓站圍欄兩部分,均設置2.0m鐵藝圍欄。
(四)高壓部分
光伏電站主要設備包括斷路器、隔離開關、接地刀閘、電壓互感器、電流互感器、母線、避雷器等設備,將光伏區的電能匯總后經送電線路送至電網,除此之外,升壓變壓器系統、接線柜接線以及無功補償裝置SVG和電纜分接箱等設備也屬于高壓部分。例如30MWp地面光伏電站,1MW光伏發電單元可升至10kV/35kV,手拉手(π型連接)后匯集到一根高壓線蘭,到達高壓室高壓柜內,匯總后經送出線路送至對端變電站內,進而并網發電。
二、光伏發電組件
光伏發電組件主要由光伏陣列、防雷匯流箱、直流配電柜、并網逆變器、箱變等設備組成。
(一)光伏系統
1、組串、陣列
光伏陣列是一系列光伏組件通過串并聯組成的陣列,幾個光伏組件串聯成組串,根據晝間最低溫度以及并網逆變器最大方陣開路電壓確定串聯組件數量。適宜光伏發電的區域往往光照強烈空氣稀薄,最佳傾斜面條件符合光伏組件標準測試條件,瞬時照射強度超過1000w/m2,組件溫度不超過25℃。光伏組件總容量需要根據場地實際工作條件確定,不能過大,避免逆變器出現過載停運的情況。為了方便后期運行維護工作,光伏陣列為20x2布局方案,呈南北向,240w組件每20個組成一個光伏串,組件之間的連線采用交叉跳線的方式,正負極在同一端出現,減小電纜總長度,為了降低組件串聯導致的電壓損失,保證匯流箱與直流柜進出線組件溫度超過環境溫度,光伏陣列的開路電壓不能超過880v。除此之外,光伏組件的組串需要考慮組件的電流分檔,要求相同組串內的組件峰值相同。
2、匯流箱、直流柜
匯流箱的核心功能是直流一次匯流,同時還有防雷、防反接等其他功能,由輸入輸出端子、熔斷器、二極管、斷路器、浪涌保護裝置等元器件組成,主要有16進1出和8進1出兩種型號。直流柜是匯流箱的上級設備,用于直流二次匯流。直流柜內有輸入輸出端子、輸入斷路器、電壓電流表、斷路器等元器件,要求輸入斷路器全部選擇900v/200A規格,保護進線和內部設備。直流柜的7路輸入中,6路是16進接線,另外1路是8路進線。
3、逆變器、箱變
逆變器的作用是將直流電轉換成交流電,同時具備過流和自動開關供能、防孤島運行等,為系統正常運行及故障提供可靠保障。箱變是將逆變成的交流生至所需的高壓,并為光伏廠區二次側供電,箱變內分為高壓室、變壓器室和低壓室等,是光伏重要設備。
(二)二次系統
1、整體方案
結合光伏電站的實際情況,二次系統應該選擇無人值守、遠程監控和集中監控的方式,節省運維需要的人力資源。但是集中控制對二次系統運行的穩定性和可靠性提出了更高的要求,遠程監控要具有所有現場監控具備的功能,而且設計方案應該在技術經濟條件可行的情況下滿足光伏電站自動化與冗余需求。
因此光伏電站應該選用智能型光伏匯流箱,在實現匯流功能同時還能夠對組件串電流、電壓、防雷和短路設備的運行狀態實施監控,并具有直流保護和逆流保護功能,借助通信接口能夠方便的上傳采集到的狀態數據。逆變器柜同時還有過流保護功能,監測直流電流與母線電壓,就地顯示相關監控信息或者通過通信接口上傳,是整個光伏矩陣的核心設備,為了提高逆變器柜的可靠性,可在設備內配置母線絕緣監測元件,實時了解設備絕緣與接地情況。
2、保護與自動化系統
采用箱式變壓器,在變壓器高壓側安裝負荷開關與插入式全范圍熔斷器,提供過負荷保護與短路保護,變壓器內設置壓力釋放保護,低壓側安裝對應低壓斷路器,避免箱變過電流、過電壓。
逆變器同樣需要配置必要的過電壓、過電流、過電頻保護,同時額外增加防孤島效應保護以及低電壓穿越和有功功率控制功能。過電頻保護可集成在母線側,但是兩種方案孰優孰劣尚有爭議。
3、二次系統電源
匯流箱、環境監測、通信等系統功能都依賴外部電源,逆變器可由光伏系統供電。選擇在線不間斷交流電作為獨立供電電源,并且設置UPS蓄電池,事故停電之后可供電2h,根據負荷需求選擇合適的UPS自用電系統,通過通信接口連接到通信測控屏,上傳設備信息。
4、輔助系統
光伏電站場地往往比較偏遠,無人值班,所以有必要在光伏電站設置必要的視頻監控系統和安全防護系統,使用攝像儀、紅外探頭以及電子圍欄對光伏電站站內設備進行監控,記錄場區侵入情況,為事后分析提供必要的監控資料。
結語
現階段,光伏電站發電成本仍然高于傳統發電形式,所以國內大規模光伏電站建設工作相對滯后,容量偏小,但是隨著光伏發電技術、設備、工藝的發展和成熟,光伏發電成本將逐漸下降,發電效率逐漸提高,光伏發電將在國家電力供應中占據越來越大的份額。
參考文獻
[1]陳國良,孫麗兵,王金玉.大型光伏并網電站功率預測系統設計[J].電力與能源,2014(01).
[2]方廷,郝毅,田俊文,劉峰.大型并網光伏電站二次系統設計及新方法應用[J].可再生能源,2014(06).
[3]朱守讓,王偉,湯海寧,陳斌,張滔.大型光伏電站巨量控制點操作模式設計與應用[J].電力系統自動化,2014(14).
[4]張斌.大型太陽能光伏電站并網逆變系統研究[D].山東大學,2013.
【關鍵詞】電力變電站 蓄電池 日常維護技術
電力變電站的蓄電池主要是采用閥控式的密封鉛酸蓄電池(以下簡稱蓄電池)。由于蓄電池完全密封,不用加水維護,屬于免維護的蓄電池,而往往因此導致其維護和管理工作被忽視,最終導致其在實際應用過程中存在容量低和失效早的情況,因而作為電力企業,必須在日常工作中加強對其的維護,切實加強維護技術的應用。
1 科學的選型和高效的配置是日常維護工作的根本
在電力變電站中,為了更好地加強對蓄電池的維護,促進其作用的發揮,首先就必須對其容量進行科學合理的配置。在具體的配置過程中,不僅要注重變電站內經常性的直流負荷,而且還要注重交流失電之后電力變電站在事故照明方面的負荷,所以一般所選的蓄電池的放電率盈在8到10小時,且嚴禁將不同廠家和容量的蓄電池組合使用。而在此基礎上,為了預防電力變電站由于交流失電過長導致蓄電池放電過電時間較長,就需要對電力設備配備兩組工作地電源,且源于兩臺變電站站用的變壓器,并在變電站配置相應的發電機。最后就是確保所選的主充電設備模塊,不僅具有實時監控的功能,而且還要具備智能化管理的功能,這樣運維人員才能利用監控器所提供的實時數據,切實掌握整個直流系統所處的狀態,并設置好備用的模塊,一旦主充電設備模塊發生故障,那么備用的充電模塊就可以自動化的投入運行,預防由于蓄電池充電模塊導致蓄電池出現過度放電。
2 蓄電池在投入之前切實做好預防性維護工作
(1)是對于投入使用的蓄電池,若其擱置的時間大于3個月,那么在投入使用之前,就需要我們對其補充電能。在補充電能過程中,2V系列的單體電池,每只充電的電壓為2.23V到2.27V之間,且最大的充電電流應低于0.25C10A,當充電到電流穩定后3到6個小時內完成充電。
(2)是切實做好運行參數的設置,在蓄電池運行過程中,其運行參數的設置十分重要,常見的運輸參數主要有浮充電壓和均充電壓,以及溫度補償系數和交流過壓值、轉浮充數據、轉均充數據和交流限流值、交流欠壓值等。在對其進行設置時,應嚴格按照設計要求進行設置,同時還應結合經常性的直流負荷加強對其的選型和參數的設置。單體蓄電池的浮充電壓在2.23V到2.27V之間,且最大的充電電流應低于0.25C10A,而溫度補償系數則是3mV/單體/℃。而其浮充電壓則為說明書中的下限值。且浮充電壓均低于廠家設定的最大值,才能確保其得到安全高效的運行。
3 強化日常維護工作的開展
(1)是由于環境溫度會給蓄電池的放電壽命和容量以及內阻和自放電等帶來的影響較大。即便是開關電源自身存在溫度補償功能,然而由于在調整幅度和靈敏度上存在的限制較大,所以在日常運維中必須考慮其環境溫度,這就需要運維人員在每天加強對蓄電池所處環境的溫度進行記錄,且蓄電池所在的溫度最低不得超過22℃,最高不得超過25℃,才能確保其使用壽命得到有效的延長,從而確保其容量最佳。還有就是成套的充電蓄電池組,為了達到溫度補償的目的,我嗎還應加強溫度感應探頭的安裝,并對其靈敏度進行定期檢測。
(2)是在日常檢查工作中,每天應對蓄電池浮充電流達標與否進行檢查和記錄,若浮充電流出現突變時,應及時的加強對其原因的分析,并強化對其的處理。具體的情況應具體的對待。例如在蓄電池浮充電流陡增之后,若檢查人員已經發現這一情況且忽視對其的處理,那么浮充的電流就會越來越大,而這就會導致整個電池組失效。究其根源,主要是其中的一個電磁存在內部短路的故障,而此時如部對其的浮充電壓進行調節,那么就會導致其他電池的浮充電壓變高,最終導致整個電池組的浮充電流加大,最終使得由于過充而出現失效的問題。
(3)是在每月應對電池的單體電壓和終端電壓進行一次測試,若有的電池的浮充電壓小于2.18V時,就需要采取人工轉換的方式對電池組進行均衡充電。在充電過程中,一般而言,單體電池在25℃時,其浮充電壓為2.30V時,就需要充電24小時,而單體電池在25℃時,其浮充電壓為2.35V時,就需要充電12小時。且在均充之后,若難以恢復正常,就需要及時的聯系廠家加強對其的處理,因為整個端電壓是代表蓄電池所處工作狀態的主要技術參數,因而在對蓄電池端的電壓進行測量時,既要在浮充狀態下進行,又要在放電情況下對其電壓進行測量。
(4)是每年需要對電池進行一次大充大放的容量恢復試驗,從而激活電池內部的活化物質,從而將電池容量恢復。具體的方式就是把電池組從充電機脫離之后,在其正負極上接入可調負載,這樣電池組的放電電流是0.1C10A時,應每隔半個小時就對電池的電壓記錄一次,當電池的電壓降低到1.8V之后停止放電,且對其時間進行記錄。
(5)是當蓄電池的不均性較強且進行深度放電亦或是運行時間超過三個月時,均需要對蓄電池進行均衡充電,達到對其補充充電的目的。而且在電池運行過程中,每個星期需要對其接線螺栓存在發熱情況與否進行檢查,每個月應對其外觀存在變形異常與否進行檢查,每隔半年還應對一次連接導線和螺栓的連接存在松動與腐蝕與否進行檢查,且確保蓄電池之間的連接電壓壓降處于正常的范圍之后,及時的擰緊各種松動的部件,清潔好被腐蝕和被污染的接頭。
(6)是切實加強蓄電池的檢測、記錄和調試工作的開展,并加強對其數據的保存和上傳,由專業人員對其運行數據進行分析和監控,對于存在的異常情況需要及時的分析和處理。同時還要對運維人員的職責進行有效的明確,強化運維人員的教育和管理,盡可能地確保其安全高效的運行,才能更好地夯實其日常維護成效,促進其在電力系統中的作用得以發揮。
4 結語
綜上所述,電力變電站蓄電池日常維護技術水平的高低直接決定著蓄電池的作用發揮。所以必須引起我們的高度重視,切實加強電力變電站蓄電池日常維護工作的開展,尤其是應做好上述工作,才能夯實運維成效,促進電力系統安全高效的運行。
參考文獻
[1]王昌賢.光伏電站中蓄電池的維護[J].青海科技,2006(05):10-12.
[2]牛春輝.光伏電站中蓄電池的維護[J].科技傳播,2014(17):105+104.
[3]李晶,馬輝.電站蓄電池運行維護的方案[J].四川電力技術,2004(03):31-32.
作者簡介
荀思超(1972-),男,江蘇省建湖縣人。大學本科學歷。現為國網江蘇省電力公司鹽城供電公司高級工程師。
沈雨生(1981-),男,江蘇省鹽城市人。大學本科學歷。現為國網江蘇省電力公司鹽城供電公司工程師。
徐榮(1971-),江蘇省鹽城市人。大學本科學歷。現為國網江蘇省電力公司鹽城供電公司高級工程師。