摘要:光伏发电是具有可再生、绿色环保、发电系统建造灵活、光伏建筑集成的特点。分布式光伏发电以其零排放、易利用、稳定性较高等特点得到越来越多的关注。与此同时,怎样有效地开展光伏电站现场检测的技术服务,提高电站检测报告公信力,成为业界各方的关注焦点。基于此,文章就分布式光伏电站现场检测技术进行了分析。
关键词:分布式光伏电站;现场;检测技术
一、分布式光伏发电基本知识
光伏发电站中,分布式光伏发电主要指将分布式电源设置在用户附近,再利用相关手段促进太阳能转换为可供用户直接使用的电能。传统分布式发电中,多以锅炉余热方式为主,为用户输送电力,以此为原系统能源使用效率的提高奠定基础。近些年,我国开始开发太阳与风能等各类新能源发电方式,增强发电系统与负荷中心的联系。因太阳能资源丰富,且环保性高,辐射范围挂钩,因而分布式光伏发电可不受地理位置影响,系统操作安装方便,运行与电能运输环节中环境损害小,因而,分布式光伏发电是有效应用太阳能资源的途径。该系统能有效结合电力生产与应用环节,为用户管理电力能源提供方便。另外,分布式光伏发电系统有很高的可靠性,可更好的服务于特殊企业与地区电力需求。
二、开展光伏发电现场检测的必要性
据我国国家能源部门2013年6月最新统计数据,太阳能发电占世界总能源的比例将逐步上升。据统计,在2010年这个比率仅为0.1%,预计到2030年提至10%,2050年提升至20%。在我国制定的《太阳能发电发展“十二五规划”》中提到,太阳能发电装机容量的目标将由“十二五”前的21GW调整到35GW,上不封顶。截至2011年底,我国光伏发电装机总容量仅为3.6GW,这就意味着,在未来几年中,我国光伏发电装机总容量有望扩大10倍以上。预计到2020年中国光伏发电的装机总量将达到50GW。但是太阳能资源的“规模化开发,高电压传输”与“分布式接入,就地化消纳”的开发模式,对电网保持安全稳定运行带来了巨大挑战,对电网优化配置资源的能力提出了很高要求。光伏发电系统并网有可能带来一下技术问题:
1.引起电网电能质量问题。光伏并网逆变器绝大部分采用高频调制,容易产生谐波;并联输出谐波的放大现象难以进行有效预测与治理;输出功率的不确定性也容易造成电网的电压波动以及闪变;需要电网进行配置相应电能质量治理装置。
2.影响电网电压、频率及其稳定性。随着光伏发电在电网中所占比例不断增大,光伏发电固有的波动性、间歇性、周期性等特点,将会影响到电网的电压、频率特性,严重时甚至引起电网稳定性问题。
3.影响电网电压、频率及其稳定性。光伏分布式接入配电网会带来特有的计划外孤岛运行问题,会威胁线路维护人员人身安全;造成与孤岛地区相连的用户供电质量受影响(频率和电压偏出正常运行范围);孤岛电网与主网非同步重合闸造成操作过电压;单相分布式发电系统会造成系统三相负载欠相供电,目前所有的防孤岛检测算法均存在检测盲区。
三、现场检测技术要点
1.确定检测关键点。分布式光伏电站,应用范围广,建设场地复杂,如鱼塘水库、滩涂荒地、厂房屋面等,因场地复杂,给现场检测工作带来很多挑战。开展光伏电站现场检测,首先要克服畏难情绪,其次要明确关键审查点。电站现场检测的技术要点包括:文件审查;关键设备及附件审查(现场检测);电站施工质量检查;电站气象站专项数据检测;电站电气安全测试;备查各类合格证书、关键设备采购合同等;其他资料。根据不同的电站项目,适当增删现场检测关键点,建立有针对性的检测计划,做好人员培训及现场检测工作的宣贯,取得现场电站工作人员及维保人员的配合与支持。
2.技术要点分析。
(1)图纸审查。
在建电站不同于已经并网的电站,依据现行相关标准、规范的要求,核查项目施工图纸和评审记录书,明确项目电压等级,明确对侧间隔保护装置、线路路径、开关站等。审图重点为:光伏区域支架结构施工图、总平面布置图、电气施工图、监控施工图等。
(2)光伏本体部分。重点查看箱变自供电压变压器容量是否满足,一般,该问题在设计环节已经解决,但部分施工单位未按照设计要求严格执行,因此针对在建电站检测时,需作为技术专项提出来。
(3)安全性审查。如绝缘保护的施工情况。箱变低压侧断路器是否严格执行安装绝缘挡板;开关盒开关操作手柄与接线端之间实际测量安全距离如果不符合阈值要求时,是否增加绝缘面板;交流电缆是否采用铠装电缆;组件支架与管桩桩头焊接是否进行水泥砂浆或混凝土包封。
(4)开关站部分。开关站是否预留生活或空调单独走线;开关站的变压器保护设施;环境检测仪传感器的匹配性。
(5)施工质量。实地测量阵列间距,离地高度,组件倾角,方位角。其中,水泥桩的尺寸需作为重要参数予以比对。查看钢结构材料标号。确认结构设计抗风险落实情况。
文件审查。审查列表资料的真实性和符合性。重点审查合同及合同邀约事项,查看采购清单。调阅电站作业指导书、电站运维质量记录等。
(6)施工现场目测。在施工现场,目测施工工艺及施工方案执行。过程管控是建成优质电站的重要保障。
(7)组件专项。作为分布式光伏电站的核心设备,光伏组件需重点查看。通常组件出厂时,不允许存在严重隐裂的产品,但是,一些电站施工粗放,在运输、装卸、安装等环节损坏组件,因现场管理水平不高,损坏的光伏组件未及时清除。无隐裂或轻微隐裂组件与检测中发现的严重隐裂组件不得按相同比例计入参数。
(8)已并网发电电站现场检测技术要点。已并网光伏电站现场检测技术要点与在建电站的基本数据相似,新增部分为收集电站运行数据;提取电站运行数据;提取气象站数据;提取电站运维质量记录。数据提取时注意数据备份及数据有效性筛查。未经过现场筛查的数据或文件包,报告中不宜引用。
四、分布式光伏发电站提高发电效率的建议
1.标准化处理电力系统设计
分布式光伏发电站运行中,对于发电效率的提高,标准化设计发电站显得尤为重要,电力系统的标准化设计,才能为分布式光伏发电站提高自身发电效率奠定良好的基础。光伏发电站运行中,标准化设计工作中,首先要优化发电站电力生产过程,以此促使光伏发电站提高自身发电效率。例如,不同时节分析太阳光的不同强度,融合光伏电站运行与太阳能源变化情况、光伏发电站实际设计工作中,合理设计电力系统电压是十分重要的,以此在电力生产中,确保光伏发电站以良好运行状态实现高效发电。
2.规范化进行发电站项目施工
光伏发电站项目建设中,分布式发电站施工必须要规范化,合理选用施工技术,严格依照设计方案要求建设光伏发电站。电站项目实际建设中,涉及很多项目,所以,项目建设中,要针对不同施工项目,采用行之有效的管理措施,在此基础上,尽可能确保光伏发电站完成施工后,有效提高电力系统发电效率。尤其是分布式发电站运行系统,做好项目施工规划,光伏电站完成建设后,充分发挥控制中心调度作用,为分布式光伏发电站系统运行效率提供保障。
结语:伴随日益紧张的能源问题和城市空气污染等问题,提高能源利用效率,有效开发清洁能源,特别是可再生能源如太阳能,日渐成为社会的共识。随着分布式光伏电站建设装机容量逐年提高,怎样有效地开展光伏电站现场检测的技术服务,提高电站检测报告公信力,成为业界各方的关注焦点。
参考文献:
[1]王新.分布式光伏电站发电效率提升策略研究[J].工程建设与设计,2019(2)
[2]杨永标.光伏电站分布式接入配电网保护研究[D].南京理工大学,2013.