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    2020-01-01

    太阳能光伏电站技改设计实施全过程

    本文详细介绍了最常见的6大类太阳能光伏电站技改项目类型,及其注意事项:

    电站增容类、组件自清洁改造类

    老旧设备更换类、PID抑制改造类

    涉网设备改造类、监控系统改造类


    此外,小固还将与您分享技改项目的实施全过程。希望能引起大家的关注。


    01 为什么要技改?


    根据国家能源局公布的数据,截止2013年底,我国累计并网光伏项目19.4GW。其中,地面光伏电站规模为16.3GW。理论上,这16.3GW项目,都存在通过技术改造提高收益的空间。即使只有30%的电站进行改造,也是百亿以上的新增投资。


    近十年的技术革新,电池片成本下降达90%之多,系统整体造价直线下降。因此,为提高内部收益率,对现存电价高补贴电站进行技术改造尤为重要。



    02 什么是光伏技改?



    03 技改工作实施流程



    增容的问题比较敏感,我们需要先到当地电网公司咨询,合理选择增容模式,避免不必要的损失。


    技改的项目怎么找呢?金太阳项目是13年前实施的,有很多是需要技改的


    效益型技改

    效益型技改是为提高电站的发电能力、发电效率,改善或提高电站的经济效益而进行的设备更新、改造和升级 。


    1 电站增容


    1.1 早期很多设计院给出的设计按照1:1的容配比进行设计,实际上从系统平均化度电成本 LCOE)和内部收益率IRR)来看,系统最优的容配比要大于1:1,就是我们俗称的系统超配。



    存量电站还考虑到系统损耗(组件衰减、安装方式、线损、组件遮挡和一致性问题),通过补偿超配和主动超配的方式使电站增容。


    ①补偿超配——调整容配比,使逆变器在光照最好的时候能达到满载输出

    ②主动超配——在补偿超配使得逆变器部分时间段达到满载工作后,继续增加光伏组件容量,通过主动延长逆变器满载工作时间,在增加的组件投入成本和系统发电收益之间寻找平衡点,实现LCOE最小


    1.2 部分电站实际安装容量小于申报容量

    继续利用闲置屋顶或闲置空地安装光伏


    2 组件自清洁改造

    智能清洗机器人

    很多分布式项目是不像地面电站一样有专业运维的,是比较适合加装智能清扫机器人的。但不是所有项目都适合加装智能清扫机器人,如,两组串的平面坡度大于20度或者组件排布不一致就不适合。


    摘自安轩科技智能运维机器人数据对比


    目前国内安装清洗机器人的造价在1~2毛左右,当然不排除特殊的场景可能会更高,清洗机器人平时可以根据固定时间进行清洗,比如说在傍晚,不影响白天的发电量,也能根据天气状况对清洗强度进行变化,比如在下雨天,就可以进行深度清洗,目前人工清洗成本单次在2厘左右,1MW的电站单次的清洗费用不超过2000元,但从清洗次数以及清洗强度来看,就没有优势了。


    陕西榆林国电投地面电站


    上海晶澳太阳能屋顶电站


    苏州春兴新能源屋顶电站

    3. 老旧设备更换


    光伏电站设备或部件存在效率低甚至无法正常工作(如组件严重衰减、热斑、隐裂等),设备过保运维费用高、原设备或部件不再生产、设计变更等各种原因导致不能按照电站原设备型号进行采购,电站需要使用其他品牌或其他型号的设备进行更换,以满足设备或系统正常运行。


    老旧设备更换是最常见的技改形式,尤其以组件和逆变器居多,相对而言单独更换变压器与汇流箱的技改项目很少。

    早期30kW组串式逆变器


    常见的替换场景为:

    ①  失效组件替换为常规组件甚至是高效组件;

    ②  小功率组件替换为大功率组件;

    ③  集中式逆变器替换为组串式逆变器;

    ④  旧的组串式逆变器替换为最新的组串式逆变器;

    ⑤  老旧支架更换,组件倾角优化。


    4 PID抑制改造


    4.1 对逆变器内部的PID抑制改造项目,可在南宫NG·28逆变器内部加装一块防PID的模块,该PID模块在检测到光伏面板电压低于逆变器启动电压时启动,PID模块对PV加一个正向的对地电压,对受损组件进行恢复。


    4.2 对于不能进行内部改造的,也可以采用外置PID的防护方案,就是我们俗称的PID修复盒,它的原理与内置的PID模块一样,也是对PV加一个正向的对地电压,对受损组件进行恢复。


    生产型技改

    根据国家、行业相关标准要求、或根据集团公司、电网调度的相关要求,对电站设备进行更新、改造和升级。


    1 涉网设备改造

    ·         满足国家发改委【201414号令《电力监控系统安全防护规定》要求

    ·         满足《电力监控系统安全防护总体方案》要求

    ·         满足调度自动化冗余性要求

    ·         提高调度数据网可靠性与网络设备安全防护性能


    ·         新增一套电力调度数据网,冗余通道

    ·         非实时防火墙纵向加密(纵向全加密)

    ·         对交换机配置登录权限和管理地址

    ·         关闭路由器、交换机未使用端口

    ·         调度数据网柜新接入冗余电源

    ·         安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证的基本原则

    2 监控系统改造

    ·         多家逆变器品牌兼容到统一的监控系统

    ·         多种监控方式兼容到统一的监控系统

    ·         视频安防、汇流箱、箱变、环境检测仪等数据兼容到统一的监控系统

    ·         监控集成远程数据分析、故障告警、工单派送、报表下载、运维建议等多项功能



    05 案例分享


    项目名称:XX光伏并网发电项目

    建设单位:XX工程有限公司

    上网模式:本系统为400V自发自用余电上网系统

    装机量:468.18kW

    电价:自发自用电价为1.99/度电,上网电价为1.54/度电

    并网时间:2011

    项目概况:原项目采用100kW/270V集中式逆变器4台,后经270/400V升压变升压后供给厂区使用,由于年久失修,该分布式光伏电站已停运3年左右,主要设备如下表:


    现场勘察如下:


    现场情况要点汇总:

    1、项目现场安装形式有两种,其一是水泥屋面单排安装,其二是钢结构挑高安装

    2、光伏组件采用单晶170W组件,18块组件一串,汇入101出直流汇流箱

    3、组串至汇流箱的线缆采用PV 1-F 1×4mm2光伏专用电缆,沿桥架敷设

    4、直流汇流箱10mm2出线沿桥架下至1楼配电房,接入100kW集中式逆变器

    5、集中式逆变器输出270V交流电,经由270/400V升压变升压后就近供给厂区使用



    原有光伏配置表


    改造原因:

    ①  电站已停运3年左右,无专门运维人员,损失严重

    ②  逆变器厂家已不生产该型号逆变器,运维难度大

    ③  电站改造是目前提升收益的有效途径

    ④  现阶段新建电站的收益下降,风险较大,电站技改更为保险


    改造内容:

    ①  改造原有线路(包括老化线路的更换)

    ②  去除原有直流汇流箱、集中式逆变器等设备

    ③  不改变原有组件布置,变更组串接线

    ④  新增组串式逆变器


    技改工程量表

    技改后配置表


    总结


    根据上文的分析,从数据上可以看出技改市场有多好,或许这是一个非常好的增长机会,建议大家多多关注,找到好的项目一定要来找小固探讨哦~

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