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自6月20日国家能源局在全国开展整县(市、区)推进屋顶分布式光伏开发试点工作以来,截至目前已有20多个省市跟进。迎万亿市场机遇,国家电投、国家电网等央企率先反应,陆续与地方政府签订协议,抢占县域资源;地方央企、民营企业也不甘落后、争相布局。继跑马圈地之后,新一轮“圈”屋顶热潮再起。“整县推进”模式下,分布式光伏将大大提速。而分布式光伏项目布局分散,部分地区鼓励“一个试点一个业主”或“一县一企”开发项目,更加考验企业整体管理、运维能力。对于开发企业而言,拿下屋顶资源仅是迈出了“万里长征的第一步”。
新旧难题待解
整县分布式光伏的首要挑战在于电站安全。分布式光伏项目主要依赖厂房及居民屋顶,一个县域内项目动辄有成百上千户,一旦出现故障,将直接影响业主资产及人身安全。据相关机构调研,直流拉弧是光伏项目中引发火灾的直接原因,通常光伏组件焊点接触不良、绝缘线缆破损、组件接头松脱等都容易引起直流拉弧。当前行业内对于电弧的解决方案是:当逆变器检测到直流侧产生拉弧后,会自动关机切断电流回路,达到消除电弧的效果。而由于电弧噪音微弱,且周围干扰信号多,传统方案容易出现漏报、误报的情况,随着分布式项目体量增大,逆变器判断的难度随之加大。
此外,在屋顶光伏项目中,直流侧光伏板电压通常可达到600V至1000V,为施工运维人员及业主带来潜在风险。尤其是在出现火灾等紧急状况的情况下,由于光伏阵列携带高压,救援人员无法到屋顶进行救灾,无法及时挽救损失。
其次,分布式光伏存在屋顶普遍利用率低的问题。按照国家能源局规定,在整县(市、区)分布式屋顶光伏开发中,党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%;学校、医院、村委会等公共建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于40%;工商业厂房屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于30%;农村居民屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于20%。而在公共建筑附近,或多或少存在建筑物、空调外机、广告牌、通信基站等物体遮挡,传统方案设计时避开阴影遮挡区域,导致屋顶面积无法充分利用。户用屋顶周围环较为复杂,除阴影遮挡外,因户用逆变器MPPT路数少,不同朝向组件无法接入同一组串,同样无法实现“宜建尽建”。
第三,由于分布式光伏自身间歇性、波动性的特征,随着接入电网的比例越来越高,配电网能力和电能质量正面临着巨大挑战,同时高比例分布式光伏接入对电网的正常安全运行构成了威胁,易出现配变过载安全风险、继电保护问题、电网潮流倒送、末端电压过高等一系列问题。
更大的挑战在于运维、管理环节。分布式光伏尤其是户用光伏具有小而微、杂而乱的特点,通常规模在几千瓦至几十千瓦不等,传统方式需要人工携专业器械,上站做组串抽检,经专家分析得出报告后,再进行维修整改,导致使得运维成本高、周期长、效率低,检测不充分。综上种种挑战可知,分布式光伏若要实现又好又快发展,从设计到运维每一个环节都不可“掉链子”,而在整县推进模式下,单一环节的解决方案显然已不能满足开发企业的新需求。
整体解决方案破局
随着智能化、数字化技术在光伏领域持续深化,光伏企业基于所处环节及自身理解,纷纷推出了智能化解决方案。整县模式下,智能解决方案该如何发挥效能,护航分布式更高收益,更加安全?
作为率先将智能化、数字化手段引入光伏领域的先行者,华为将瓦特技术、热技术与云、AI技术和比特技术这5大根技术创新融合,打造出的家庭绿电、行业绿电、大型地面/农光/渔光三大场景智能零碳整体解决方案,可完美匹配整县分布式光伏场景,为整县分布式光伏保驾护航。
一、AI使能,主动安全
电站安全是分布式光伏高质量发展的大前提,守好安全线的关键是及时捉出“隐形杀手”——直流拉弧。华为将AFCI与深度学习技术相结合,推出AI 加持智能电弧检测方案。该方案实现了组件级的电弧故障位置定位,能够有效区分噪声和电弧特征,100%避免误报以及漏报情况。华为智能AFCI电弧检测技术通过鉴衡首个L4电弧防护最高等级认证。在0.5s内识别电弧并关断逆变器,防止火灾发生。工商业增强型主动电弧防护,检测范围200m/电流26A。
为保障运维人员人身安全,华为在组件搭配智能光伏优化器,可控制每块组件输出端,并且当出现紧急状况时可自动或手动启动0V快速关断功能,逆变器会向优化器通过MBUS发出信号,让优化器进行快速关断,使组件输出逐步降至0V。
二、组件优化,屋尽其用、宜建尽建
针对传统方案为避免阴影遮挡而造成屋顶资源浪费的问题,华为通过组件级优化器,使每块组件集成独立发电单元(MPPT),组件间发电互不影响,不挑屋顶,有效避免了“短木桶”效应。据了解,东莞某工厂安装的990kW光伏项目,通过加装华为优化器,屋顶光伏安装比例可提升10%。而在深圳某家庭光伏项目,较采用一般组件方案多装高达70%,充分利用屋顶珍贵资源。
三、光储融合,增强电网,应接尽接
当前我国配网下行管道能力与新能源装机需求严重不匹配,光储融合不失为有效解决方案。华为智能光伏发电机,可保障稳定性输出,实现能源可储可控,支撑电网。为了确保储能安全,防止起火等事故发生,华为储能解决方案具有从电芯、模组、电池簇到系统的四级安全保障。
此外,华为光储解决方案还支持配置台区储能,通过能量路由器灵活调节,防倒送,减少配网改造。同时可构建虚拟电厂,实现群控群调,支撑配电网。
据了解,当前光纤专网的通信方案因成本及施工复杂度等原因无法批量落地,4G公网方案无法满足电网安全要求,无法满足电网公司对分布式能源进行群控群调的需求。华为5G通信解决方案,可实现分布式光伏低延时通信,调度安全。
四、构建能源云,集中管理
华为融合能量流和信息流,建设了一朵能源云,可实现每个市/县、每个乡、每个家庭的分布式电站可视、可管、可控。通过能源云平台,可以实现在线、全量分布式电站体检,提升运维效率50%以上,同时还可以实时监控&智能感知,全方位保障电站运行、资产、人员安全。
据华为相关人士介绍,能源云是安全可信的数字化开放平台,未来可以与其他系统进行对接,实现多能互补管理、碳交易及电力市场化交易等功能。
宁夏张堡村光伏项目迈向零碳乡村,助力乡村振兴
华为零碳整体解决方案,在微观与宏观两大方面对分布式光伏项目进行精细化管理,保障电站长期收益稳定,是建设高质量、高可靠的分布式光伏电站不可或缺的重要助力。
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