分布式光伏：解決光伏電站運維難題的關鍵所在

摘要：隨著近些年我國對節能降耗關(guan) 注力度的持續加大，為(wei) 滿足人們(men) 不斷增長的電能需求，光伏發電產(chan) 業(ye) 得到迅猛發展，其中分布式光伏發電的比重持續增長。在打贏脫貧攻堅戰的大背景下，國家電網公司探索出一條“陽光扶貧"的扶貧道路。在這一背景下，結合電網企業(ye) 在實際光伏扶貧工作中的經驗，對分布式光伏電站的服務與(yu) 運維管理進行了詳細的闡述與(yu) 探討，以期更加有效地開展光伏扶貧工作。

關(guan) 鍵詞：光伏扶貧；分布式光伏電站；服務與(yu) 管理

0背景

受國家激勵政策調控和光伏產(chan) 業(ye) 鏈成本持續下降影響，全國光伏發電呈現出井噴爆發式發展，如何做好光伏電站前期並網的服務工作和後期運行過程中的維護管理工作，是國家電網公司保證“陽光扶貧"政策有效落地的工作，更是保障光伏用戶補貼收益和光伏電站長期安全穩定運行的關(guan) 鍵所在。

1分布式光伏電站的現狀

近年來，分布式光伏電站得到國家的大力支持。為(wei) 助力打贏脫貧攻堅戰，國家電網公司實施“陽光扶貧行動"，更加助推了分布式光伏電站的普及與(yu) 推廣。根據中國光伏行業(ye) 協會(hui) 數據顯示，2018年我國光伏新增裝機容量超過43GW，其中分布式光伏約20GW，占比接近50%。據統計，安徽東(dong) 至縣供電公司2018年組織並網分布式光伏電站108戶，累計並網容量達6380kW，分布式光伏電站正處於(yu) 發展高峰期。

2分布式光伏電站存在問題

隨著分布式光伏電站的井噴式增長，其所存在的問題也日益凸顯，結合分布式光伏電站推廣與(yu) 運維過程中的實際情況，其問題主要體(ti) 現以下兩(liang) 個(ge) 方麵。

（1）前端服務不到位。對於(yu) 多數農(nong) 村家庭來講，分布式光伏電站依然屬於(yu) 新興(xing) 事物，部分農(nong) 民根本不知道光伏扶貧是做什麽(me) 的，不了解光伏發電和光伏扶貧的相關(guan) 政策。因此，在光伏電站前期推廣過程中，從(cong) 光伏發電的政策和電價(jia) 、補貼，到光伏電站的選址與(yu) 建設，都需要供電企業(ye) 及有關(guan) 部門提供更加積極主動和專(zhuan) 業(ye) 的服務，保障光伏電站的順利建設並網和補貼效益及時到位。

（2）後期運維管理不完善。分布式光伏電站一般規模較小、分布廣、數量多，而且光伏電站之間又相對獨立，不利於(yu) 光伏電站的集中式運維管理。其中村級光伏電站作為(wei) 扶貧的主要模式，分布在各個(ge) 村的光伏電站是由村集體(ti) 自己維護還是由建設它的企業(ye) 負責維護一直以來沒有定論。從(cong) 某種意義(yi) 上說，光伏扶貧電站後期的運營維護比建設更為(wei) 重要。部分光伏電站因為(wei) 建成投入使用後處於(yu) 缺乏專(zhuan) 業(ye) 人員監管的狀態，越來越多的光伏電站麵臨(lin) 運維難題，如設計缺陷、設備質量缺陷、施工不規範等問題都給光伏電站的運維管理帶來嚴(yan) 峻的挑戰，導致發電效率大幅下降，影響光伏用戶的發電效益。因此，要做好光伏電站的運行管理，特別要重視維護管理，以推進光伏發電站更好發展。

3提升優(you) 質服務

（1）靠前服務，做好宣傳(chuan) 。積極主動向客戶宣傳(chuan) 光伏政策，供電企業(ye) 安排相關(guan) 人員定期進行走村訪戶，及時掌握客戶用電傾(qing) 向和需求。供電營業(ye) 廳擺放光伏發電宣傳(chuan) 冊(ce) ，保證客戶及時了解光伏發電政策。通過各項宣傳(chuan) 活動以消除廣大用戶對分布式光伏發電政策的顧慮，也可以消除用戶對光伏電站安裝在自家屋頂或者村裏空地上的安全疑慮，還可以讓廣大貧困戶了解光伏發電的相關(guan) 知識，幫助他們(men) 安全用電。

（2）加強內(nei) 外部溝通聯係。供電企業(ye) 加強與(yu) 項目建設方、施工單位聯係，根據年度光伏電站建設規劃，結合供電公司線路設備狀況，在電站選址時，提出合理化建議，要求項目單位盡量在建議台區範圍內(nei) 選址，對因受林業(ye) 、國土等條件限製，需在建議台區範圍外選址的，供電企業(ye) 及時調整計劃，提前做好配套電網的建設和改造，同時供電區域內(nei) 客戶經理全程跟蹤、協調光伏電站項目並網，縮短光伏項目從(cong) 策劃到獲得收益的周期，節約時間和成本。

（3）快捷高效、讓用戶及時受益。供電企業(ye) 在與(yu) 村集體(ti) 溝通協調安裝光伏發電設施的過程中，同步就發電用戶結算周期達成一致，告知結算電量的審核確認流程，讓發電用戶知根知底。與(yu) 當地稅務部門及銀行達成協議與(yu) 共識，以加快光伏發電的電費結算流程，確保發電用戶在結算周期內(nei) 第一時間獲得收益。

4強化運維管理

（1）規範光伏用戶檔案管理。當前分布式光伏電站主要為(wei) 家庭式光伏電站和村級光伏電站，位置相對分散，為(wei) 有效對所有並網分布式光伏電站運維管理，供電企業(ye) 應持續建立和完善光伏用戶檔案。針對家庭式光伏，由各供電區域內(nei) 建檔保存，相關(guan) 客戶經理定期跟蹤更新。針對於(yu) 村級光伏電站，完整的檔案資料是做好服務工作的前提和基礎，因此必須做好光伏電站的項目備案、資格審查、四方確認表等基礎資料完善，由縣級供電企業(ye) 相關(guan) 部門妥善留檔保存。

（2）跟蹤落實光伏扶貧效益。針對享受扶貧政策的村級光伏扶貧電站，在做好前期並網服務工作的基礎之上，要強化後期光伏電站發電效益和政策補貼落實。以安徽省東(dong) 至縣為(wei) 例，目前全縣範圍內(nei) 共建成並網村級光伏扶貧電站10個(ge) ，其中7個(ge) 為(wei) 扶貧項目，3個(ge) 因政策變化，未能及時納入扶貧項目，無法享受扶貧電價(jia) 。供電企業(ye) 及時走訪客戶並發放告知單，並積極與(yu) 縣扶貧辦、發改委等相關(guan) 部門進行溝通協作，匯報並配合解決(jue) 有關(guan) 問題，以期盡早落實貧困補貼。同時，供電企業(ye) 通過營銷業(ye) 務係統、用電采集係統等實時監測手段，對光伏電站發電情況進行監測分析，及時通知並幫扶光伏電站處理異常狀況，保證光伏電站發電效率。

（3）優(you) 化光伏電站後期運維。由於(yu) 分布式光伏電站的零散分布的特點，目前光伏電站後期運行維護工作主要是村集體(ti) 自行組建的維護隊伍對光伏電站進行日常維護，供電企業(ye) 專(zhuan) 業(ye) 電工定期開展技術幫扶和光伏知識宣貫。這種運維方式的弊端在於(yu) 村級維護隊伍缺乏專(zhuan) 業(ye) 技術培訓，隻能解決(jue) 簡單的運行異常，針對較為(wei) 複雜的問題無法及時有效地處理。因此，有必要在此運維管理基礎之上，利用微信平台定期發布電站運維管理知識，增強貧困戶運維意識。設立村級電站運維管理微信工作群，方便電站發生故障時及時交流。包括相關(guan) 扶貧管理人員、村幹部、國家電網技術員、電站管理員、運維技術人員，形成政府、供電企業(ye) 、建設企業(ye) 和村集體(ti) 於(yu) 一體(ti) 的運維交流平台，實施有效的進行光伏電站運維管理工作。同時，製定合理的運維分工和科學的管理製度，如生產(chan) 運行製度、安全管理製度、應急消防製度、設備運行規程等，其中生產(chan) 運行製度所規定的日常巡檢工作、定期巡檢和特殊情況下巡檢，及時掌握電站的運行狀態，發現已經存在的或潛在的問題，確保光伏電站正常發電。安全管理貫穿運維的全過程，包括合理使用安全器具和熟悉安全操作規範等，以保障人身安全和設備安全。

5安科瑞分布式光伏發電監測係統解決(jue) 方案

5.1概述

“十四五"期間，隨著“雙碳"目標提出及逐步落實，本就呈現出較好發展勢頭的分布式光伏發展有望大幅提速。就“十四五"光伏發展規劃，國家發改委能源研究所可再生能源發展中心副主任陶冶表示，“雙碳"目標意味著國家產(chan) 業(ye) 結構的調整，未來10年，新能源裝機將保持在110GW以上的年增速，這裏麵包含集中式光伏電站和分布式光伏電站。相較於(yu) 集中式電站來說，分布式對土地等自然資源沒有依賴，各個(ge) 地方的屋頂就是分布式電站的形成基礎，在碳中和方案的可選項中，分布式光伏由於(yu) 其靈活性必將被大力發展，目前已有河北、甘肅、安徽、浙江、陝西等9省發布關(guan) 於(yu) 分布式光伏整縣推進工作的通知。

目前我國的兩(liang) 種分布式應用場景分別是：廣大農(nong) 村屋頂的戶用光伏和工商業(ye) 企業(ye) 屋頂光伏，這兩(liang) 類分布式光伏電站今年都發展迅速。

5.2相關(guan) 標準

根據國家電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》：分布式電源並網電壓等級可根據各並網點裝機容量進行初步選擇，如下：8kW及以下可接入220V；8kW~400kW可接入380V；400kW~6000kW可接入10kV；5000kW~30000kW以上可接入35kV。最終並網電壓等級應根據電網條件，通過技術經濟比選論證確定。若高低兩(liang) 級電壓均具備接入條件，優(you) 先采用低電壓等級接入。

Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》

GB/T29319-2012《光伏發電係統接入配電網技術規定》

GB50797-2012《光伏發電站設計規範》

Q/GDW1617-2015《光伏電站接入電網技術規定》

JGJ203-2010《民用建築太陽能光伏係統應用技術規範》

5.3解決(jue) 方案

（1）交流220V並網

交流220V並網的光伏發電係統多用於(yu) 居民屋頂光伏發電，裝機功率在8kW左右。戶用光伏電站今年發展非常迅猛，根據國家能源局網站提供的數據，截至2021年6月底，全國累計納入2021年國家財政補貼規模戶用光伏項目裝機容量為(wei) 586.14萬(wan) 千瓦，這相當於(yu) 6個(ge) 月在居民屋頂建造了四分之一個(ge) 三峽水電站。

部分小型光伏電站為(wei) 自發自用，餘(yu) 電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規模較小，而且比較分散，對於(yu) 光伏電站的管理者來說，通過雲(yun) 平台來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決(jue) 方案包括以下方麵：

（2）交流380V並網

根據國家電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規定》，8kW~400kW可380V並網，這類分布式光伏多為(wei) 工商業(ye) 企業(ye) 屋頂光伏，自發自用，餘(yu) 電上網。分布式光伏接入配電網前，應明確計量點，計量點設置除應考慮產(chan) 權分界點外，還應考慮分布式電源出口與(yu) 用戶自用電線路處。每個(ge) 計量點均應裝設雙向電能計量裝置，其設備配置和技術要求符合DL/T448的相關(guan) 規定，以及相關(guan) 標準、規程要求。電能表采用智能電能表，技術性能應滿足國家電網公司關(guan) 於(yu) 智能電能表的相關(guan) 標準。用於(yu) 結算和考核的分布式電源計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集係統，實現用電信息的遠程自動采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然後接入企業(ye) 380V電網，實現自發自用，餘(yu) 電上網。在380V並網點前需要安裝計量電表用於(yu) 計量光伏發電量，同時在企業(ye) 電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用於(yu) 計量企業(ye) 上網電量，數據均應上傳(chuan) 供電部門用電信息采集係統，用於(yu) 光伏發電補貼和上網電量結算。

部分光伏電站並網點需要監測並網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監測裝置。部分光伏電站為(wei) 自發自用，餘(yu) 電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。

這種並網模式單體(ti) 光伏電站規模適中，可通過雲(yun) 平台采用光伏發電數據和儲(chu) 能係統運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決(jue) 方案包括以下方麵：

（3）10kV或35kV並網

根據《國家能源局關(guan) 於(yu) 2019年風電、光伏發電項目建設有關(guan) 事項通知》（國發新能〔2019〕49號），對於(yu) 需要國家補貼的新建工商業(ye) 分布式光伏發電項目，需要滿足單點並網裝機容量小於(yu) 6兆瓦且為(wei) 非戶用的要求，支持在符合電網運行安全技術要求的前提下，通過內(nei) 部多點接入配電係統。

此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓後接入電網。由於(yu) 裝機容量較大，可能對公共電網造成比較大的幹擾，因此供電部門對於(yu) 此規模的分布式光伏電站穩控係統、電能質量以及和調度的通信要求都比較高。

光伏電站並網點需要監測並網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監測裝置。

上圖為(wei) 一個(ge) 1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流櫃匯流後接入集中式逆變器(直流櫃根據情況可不設置)，最後經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV後並入中壓電網。由於(yu) 光伏電站裝機容量比較大，涉及到的保護和測控設備比較多，主要如下表

1. 係統功能設計

安科瑞電光伏電站監控軟件采用Acrel-2000Z，是安科瑞電氣股份有限公司總結多年的開發、實踐經驗和大量的用戶需求而設計針對用戶配電係統和光伏電站的實時監控係統。

1）軟件運行環境配置

服務器上安裝Windows7操作係統。

2）光伏電站18luck新客户端軟件架構

軟件采用C/S架構，實時采集光伏電站電流、電壓、日/月/年/累計發電量和氣象數據。

3）光伏電站18luck新客户端軟件功能

對光伏電站的整體(ti) 信息進行監控，采用圖形和數據的形式實時動態地展現電站概況、電站實時發電及發電統計信息。包括電站概括、環境參數、實時信息、發電量統計及發電量信息

通過主界麵可以對光伏陣列現場環境進行實時監測與(yu) 顯示，如室外溫度值、風速、風向、光照強度等。

a）通過對電站內(nei) 一次及二次配電網絡狀態的監控，了解電站內(nei) 各電氣設備的運行情況及狀態，並對電站的並網狀態、有/無功功率流向情況等進行實時監控。

b）光伏組件分布監控

能夠根據微逆變反應的數據顯示各組太陽能電池板的工作狀態（是否正常發電），根據組串式逆變器顯示各光伏組串輸出功率，分別計量兩(liang) 種兩(liang) 種逆變方式的發電量日發電量、日發電量曲線、月發電量柱狀圖、年發電量柱狀圖等，並對這兩(liang) 種方式發電量進行對比。

c）逆變器監控

組串式逆變器主要監測指標包括：

直流電壓、直流電流、直流功率

交流電壓、交流電流

逆變器內(nei) 溫度、時鍾

頻率、功率因數、當前發電功率

日發電量、累積發電量、累積CO2減排量

電網電壓過高、電網電壓過低

電網頻率過高、電網頻率過低

直流電壓過高、直流電壓過低

逆變器過載、逆變器過熱、逆變器短路

散熱器過熱

逆變器孤島

DSP故障、通訊故障等。

監控係統可繪製顯示逆變器電壓—時間曲線、功率—時間曲線等，直流側(ce) 輸入電流實時曲線、交流側(ce) 逆變輸出電流曲線，並采集與(yu) 顯示各逆變器日發電量等電參量；

d）交流匯流箱監控

交流匯流箱主要監測指標包括：

光伏組串輸出直流電壓、輸出直流電流、輸出直流功率

各路輸入總發電功率、總發電量

匯流箱輸出電流、匯流箱輸出電壓、匯流箱輸出功率

電流監測允差報警

傳(chuan) 輸電纜/短路故障告警

空氣開關(guan) 狀態、故障信息等

e）交流配電櫃監控

交流配電櫃主要監測指標包括：

光伏發電總輸出有功功率、無功功率

功率因數、電壓、電流

斷路器故障信息、防雷器狀態信息等

f）並網櫃監控

通過對並網櫃的監控，計量上網電量、內(nei) 部用電量、電能質量、光伏發電係統有功和無功輸出、發電量、功率因數、並網點的電壓和頻率、注入係統的電等參數，計算碳減排量，並折算成標準煤，計算發電收益。

g）環境參數監控

環境參數主要監測指標包括：

日照輻射

風速、風向

環境溫度

太陽能電池板溫度等

對比實際微逆或幾種微逆輸出指導電池板需要清洗等信息。

h）曆史數據管理

監控係統可針對光伏發電現場的各種事件進行記錄，如：通訊采集異常、開關(guan) 變位、操作記錄等，時間記錄支持按類型查詢，並可對越限報警值進行更改設置；

i）日發電趨勢分析

係統提供了實時曲線和曆史趨勢兩(liang) 種曲線分析界麵，可以反映出每天24小時內(nei) 光伏發電量與(yu) 該日日照強度，環境溫度，風速等的波動情況。

j）故障報警

當電池板長時間輸出功率偏低進行故障指示，建議運維人員前往現場檢查是否有故障發生等；另外對於(yu) 並網櫃部分的主斷路器分合閘狀態進行監視，當出現開關(guan) 變位及時報警，提醒運維人員。

6結語

為(wei) 積極推廣清潔能源和落實國家電網公司光伏扶貧行動，針對現有分布式光伏電站實際運行管理中存在的問題，通過對分布式光伏發電前期並網服務和後期光伏電站的管理運維兩(liang) 方麵相結合的管理提升，一方麵為(wei) 廣大用戶提供更好的供電服務和政策宣傳(chuan) ，有效落實光伏發電政策，保證用戶及時了解和享受光伏發電相關(guan) 惠民政策，另一方麵通過組織專(zhuan) 業(ye) 化運維人員隊伍，強化光伏電站的管理運維水平，有效提升並網光伏電站的運行異常處理效率，保證並網光伏的發電效率和補貼收益。

安科瑞侯文莉