2. 智能化光伏電站的構成
光伏電站智能化構成可分為3個層次:底層——設備硬件智能化(包括光伏組件、逆變器、配電裝置等);中間層——光伏電站生產監控管理功能智能化及發電最優控制;頂層——大區域決策服務。
1、 底層——光伏場內硬件設備,應配置智能光伏控制器,控制器應能精細實現沒錄光伏電池組串的數據監測,對輸入的每一路進行獨立的電壓電流檢測,提高檢測精度,為準確定位故障與提高運維效率奠定了基礎;MPPT路數更多,能實現能量的精細化管理;采用高精度的傳感裝置,保證更高的數據精度,提升電站系統的發電量和維護性。
2、 中間層——光伏電站智能化運維系統,基本分為智能光伏監控系統電站和智能光伏生產管理系統兩部分。系統之間真正的互聯互通,實現信息管理系統與各子站的信息互通。整個系統按照“一體化”設計原則,在統一的通信平臺上,配置一體化的計算機監控系統,實現對電站各類設備運行狀態的監控。
3、頂層——集團總部或區域集控運維中心,實現對各電站進行集中管理,提高電站的管理和運維效率,提升發電量,降低管理成本;基于云計算平臺,具備管理數十吉瓦、數百電站的數據接入能力,支持25年,數百TB的數據存儲,完備的權限控制和鑒權機制,保證數據安全;支持多種電站接入,擴展介入新電站,將位于全國不同位置的多個電站當作本地邏輯電站進行管理,分析各電站全年和各月發電計劃完成情況、運維投入情況,輔助集團領導決策分析;匯總多個電站生產數據、融合分析、形成一整套跨點站的KPI指標來評估電站的運營情況,評估電站的運行健康狀態,快速找出短板,給出優化建議 。
3.智能光伏電站的技術特點與客戶價值
相比傳統電站,智能光伏電站具有更高的投資收益率和可用度等一系列優勢,具體表現在以下幾個方面:
1、 智能光伏電站的內部收益率IRR相比傳統電站提升3%以上。由于采用多路MPPT、多峰跟蹤等先進技術,有效降低了組件衰減、陰影遮擋、施工安裝不一致、地形不一致、直流壓降等光伏陣列損失的影響,系統PR(Performance Ratio)值達到83%以上,相比傳統方案平均發電量提升5%以上,內部收益率IRR提升3%以上。
2、 25年的系統可靠運行免維護設計。智能光伏控制器采用IP65防護等級,實現內外部的環境隔離,使器件保持在穩定的運行環境中,降低溫度、風沙、鹽霧等外部環境對器件壽命的影響;系統無易損部件,無熔絲、風扇等需定期更換器件,實現系統免維護;從器件到系統實現25年可靠性設計及壽命仿真,加上嚴格的驗證測試,保證系統部件在整個生命周期內無需更換,可靠經濟運行。
3、 光伏電站裝機容量的實際利用率高。智能光伏電站年平均故障次數少30%,系統故障對發電量的影響只有傳統方案的十分之一,質保期外的維護成本只有傳統方案的五分之一。傳統的光伏電站本質上是一個串聯系統,直流匯流箱、直流配電柜、機房散熱及輔助源供電設備、逆變器大機等任何一個部件的故障均會造成部分或者全部光伏整列發電損失,由于需要專業人員維護,修復周期長,成本高。而智能光伏電站結構簡單,本質上是一個分布式的并聯系統,單臺逆變器的故障不影響其它設備運行,而且由于體積小、重量輕、現場整機備件,易安裝維護,大大提升了系統的可用度。
4、 組串級的智能監控及多路MPPT跟蹤技術,確保電站“可視、可信、可管、可控”。智能光伏控制器對輸入的每一路組串進行獨立的電壓電流檢測,檢測精度是傳統智能匯流箱方案的10倍以上,為準確定位組串故障,提高運維效率奠定了基礎。多路MPPT技術,降低遮擋、灰塵、組串失配的影響,平坦地形下發電量提升5%以上;在屋頂、山地電站中降低不同朝向、陰影遮擋的影響,發電量提升8-10%;與跟蹤系統配合使用,跟蹤控制與控制器集成,能夠實現對支架的獨立跟蹤,提升發電量,智能控制器和跟蹤支架成為最佳伴侶。
5、 智能光伏電站“可升級、可演進”。當組件技術進步,運行環境發生變化時,利用智能光伏控制器的軟件可遠程在線升級,后向兼容設計等特性,無需更換網上運行設備,通過算法升級就能夠享受最新的技術成果,最大化復用現有設備。
6、 智能主動電網自適應技術實現電網友好。利用智能控制器的高速處理能力、高采樣和控制頻率、控制算法等優勢,主動適應電網的變化,更好實現多機并聯控制,更優的并網諧波質量,更好地滿足電網接入要求,提高在惡劣電網環境下的適應能力。
7、 主動安全。降低直流傳輸的距離,實現主動安全。直流的安全傳輸與防護是重點,也是難點。智能光伏電站采用無直流匯流設計,組串輸出的直流電直接進入逆變器逆變為交流電進行遠距離傳輸,主動規避直流傳輸帶來的安全和防護問題,降低直流拉弧帶來的安全隱患,使電站更加安全。
PID導致的組件功率衰減會極大的影響投資收益,通過智能控制器自動檢測組件電勢,主動調整系統工作電壓,使電池板負極無需接地的情況下,實現對地正壓,有效規避PID效應;由于電池板負極無需接地,加上逆變器內部的殘余電流監測電路,能夠在檢測到漏電流大于30毫安的情況。
“用戶體驗”是互聯網的核心思維,也是光伏企業發展的不二法門。隨著我國光伏產業發展日趨成熟,光伏電站運行場景逐漸多樣化,在此情況下,提升光伏電站發電量,保障電站安全運行成為電站業主最基本的訴求。光伏電站智能化,不僅為不同地區、不同場景的電站提供契合自身的解決方案,在降低運維成本,提高光伏電站收益方面更具優勢,是我國智慧能源產業體系的重要組成部分,也是光伏發展的新趨勢。
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