唐雪陽(yáng)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

光伏電站的規(guī)模化機(jī)遇與痛點(diǎn)困局

光伏電站規(guī)模化發(fā)展與復(fù)雜化運(yùn)營(yíng)并行，中壓柜運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備過(guò)熱隱患、并網(wǎng)安全漏洞、調(diào)度效率低下等問(wèn)題，成為制約電站收益的關(guān)鍵瓶頸。安科瑞整合核心智能設(shè)備，推出全鏈條解決方案，覆蓋電站從設(shè)備監(jiān)測(cè)、安全防護(hù)到智能調(diào)度的全場(chǎng)景需求。

全球能源結(jié)構(gòu)正加速向綠色低碳轉(zhuǎn)型，光伏電站作為可再生能源領(lǐng)域的主力軍，迎來(lái)了規(guī)模化爆發(fā)的黃金時(shí)代。隨著光伏技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的持續(xù)降低，越來(lái)越多的光伏電站如雨后春筍般在各地落地生根，成為推動(dòng)能源革命的重要力量。據(jù)國(guó)際能源署（IEA）預(yù)測(cè)，到2030年，全球光伏裝機(jī)容量有望達(dá)到3000GW以上，而中國(guó)作為大的光伏市場(chǎng)，新增裝機(jī)容量連續(xù)多年位居世，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)注入了強(qiáng)大動(dòng)力。

然而，在光伏電站快速發(fā)展的背后，也隱藏著一系列亟待解決的痛點(diǎn)問(wèn)題，這些問(wèn)題如同一座座難以逾越的高山，持續(xù)制約著電站效益的。高壓設(shè)備運(yùn)維復(fù)雜，便是其中的一座“大山”。10kV/20kV中壓配電設(shè)備作為電站的核心樞紐，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)乎電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但這些設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件眾多，日常巡檢、維護(hù)和故障排查工作難度極大，不僅需要專業(yè)的技術(shù)人員和昂貴的檢測(cè)設(shè)備，而且耗時(shí)費(fèi)力，效率低下。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，維修周期長(zhǎng)，可能導(dǎo)致電站長(zhǎng)時(shí)間停電，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

熱點(diǎn)隱患難預(yù)判，也給電站的安全運(yùn)行帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。光伏電站中的母排、接頭等部位，由于長(zhǎng)期承載大電流，在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)熱。一旦溫度過(guò)高，就可能引發(fā)設(shè)備燒毀、火災(zāi)等嚴(yán)重事故，威脅電站的財(cái)產(chǎn)安全和人員生命安全。然而，這些熱點(diǎn)隱患往往具有隱蔽性，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段難以提前發(fā)現(xiàn)，等到故障發(fā)生時(shí)，往往已經(jīng)造成了不可挽回的損失。

并網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)高，同樣是光伏電站面臨的一大難題。隨著光伏電站裝機(jī)容量的不斷增加，其與電網(wǎng)的連接日益緊密，并網(wǎng)安全問(wèn)題愈發(fā)凸顯。電網(wǎng)異常時(shí)，如出現(xiàn)低頻/高頻、低電壓/過(guò)電壓等情況，若不能及時(shí)切斷并網(wǎng)回路，就可能導(dǎo)致孤島運(yùn)行，對(duì)檢修人員和設(shè)備造成嚴(yán)重傷害。此外，部分光伏電站的防孤島保護(hù)裝置存在功能不完善、動(dòng)作不靈敏等問(wèn)題，無(wú)法有效保障并網(wǎng)安全，給電站的合規(guī)運(yùn)行帶來(lái)了巨大風(fēng)險(xiǎn)。

調(diào)度協(xié)同滯后，也嚴(yán)重影響了電站的運(yùn)行效率和能源消納率。光伏電站的發(fā)電功率受光照、溫度等自然因素影響較大，具有較強(qiáng)的波動(dòng)性和間歇性。這就需要電站與電網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)高效的調(diào)度協(xié)同，根據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)電情況和電網(wǎng)需求，及時(shí)調(diào)整發(fā)電功率，確保電力供需平衡。然而，目前部分電站的監(jiān)控系統(tǒng)智能化水平較低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全量數(shù)據(jù)的集中采集、可視化展示與智能調(diào)度，導(dǎo)致調(diào)度協(xié)同滯后，能源消納率低下，造成了大量的能源浪費(fèi)。

安科瑞全鏈路解決方案亮相

面對(duì)光伏電站發(fā)展中的挑戰(zhàn)，安科瑞推出全鏈路解決方案。該方案涵蓋中壓柜智能操顯、光伏柜智能操顯、無(wú)線測(cè)溫、Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)以及防孤島保護(hù)裝置等，構(gòu)建起從設(shè)備監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警到智能調(diào)度的閉環(huán)管控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站全生命周期的精細(xì)化管理，提高電站運(yùn)行效率與安全性。

高壓側(cè)精準(zhǔn)管控：中壓柜智能操顯

中壓柜智能操顯集成開(kāi)關(guān)位置指示、帶電顯示、操作聯(lián)鎖等功能，運(yùn)維人員借此可直觀了解10kV/20kV配電設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。其防誤操作設(shè)計(jì)能在操作人員違規(guī)操作時(shí)發(fā)出警示并阻止，避免人為失誤引發(fā)安全事故，提高高壓側(cè)管控精準(zhǔn)性，降低運(yùn)維成本與安全風(fēng)險(xiǎn)。

低壓側(cè)隱患預(yù)警：光伏柜智能操顯與無(wú)線測(cè)溫組合

光伏柜智能操顯實(shí)時(shí)可視化光伏柜內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)，幫助運(yùn)維人員及時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)異常。無(wú)線測(cè)溫傳感器部署于母排、接頭等易發(fā)熱部位，以毫秒級(jí)速度采集溫度數(shù)據(jù)，異常時(shí)自動(dòng)告警。某光伏電站曾因無(wú)線測(cè)溫傳感器及時(shí)發(fā)現(xiàn)母排溫度異常，避免了設(shè)備過(guò)熱燒毀事故，保障了光伏陣列穩(wěn)定輸出。二者配合讓低壓側(cè)隱患無(wú)處遁形，提高了電站運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性。

并網(wǎng)安全剛性防護(hù)：防孤島保護(hù)裝置

防孤島保護(hù)裝置具備低頻/高頻、低電壓/過(guò)電壓、逆功率等多重保護(hù)功能，能精準(zhǔn)應(yīng)對(duì)電網(wǎng)異常。當(dāng)電網(wǎng)異常時(shí)，可迅速切斷并網(wǎng)回路，防止孤島運(yùn)行，保障檢修人員安全和設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。某光伏電站電網(wǎng)突發(fā)故障時(shí)，該裝置0.1秒內(nèi)切斷并網(wǎng)回路，避免了孤島運(yùn)行，保障了電站安全。

全局調(diào)度智能優(yōu)化：Acrel-1000DP分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

Acrel-1000DP采用分層分布式架構(gòu)，設(shè)備層采集數(shù)據(jù)，通訊層傳輸數(shù)據(jù)，平臺(tái)層匯聚、存儲(chǔ)、分析數(shù)據(jù)并提供監(jiān)控界面。其光功率多時(shí)間尺度預(yù)測(cè)功能依據(jù)多種數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)光功率，為發(fā)電調(diào)度提供依據(jù)，實(shí)現(xiàn)光伏輸出與儲(chǔ)能充放電聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)，防控逆流風(fēng)險(xiǎn)，提高能源利用效率。該系統(tǒng)還具備故障診斷、運(yùn)維管理、收益統(tǒng)計(jì)等功能，為電站運(yùn)營(yíng)提供支持，提升了電站運(yùn)維效率與經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論

安科瑞還將加強(qiáng)與光伏產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作，共同推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和完善。與組件制造商合作提升組件性能與系統(tǒng)兼容性，與電網(wǎng)企業(yè)合作優(yōu)化并網(wǎng)技術(shù)與調(diào)度協(xié)同，促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，為光伏電站安全高效運(yùn)行提供更有力支持，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。