天富20MW光伏并網(wǎng)電站運(yùn)行分析與運(yùn)營管理對策*

熊德安，李景云

（新疆天富金陽新能源有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832000）

天富20MW光伏并網(wǎng)電站運(yùn)行分析與運(yùn)營管理對策*

熊德安，李景云

（新疆天富金陽新能源有限責(zé)任公司，新疆 石河子 832000）

本文以新疆天富能源股份有限公司已投產(chǎn)運(yùn)行的20 MW光伏地面電站為例，從電站的實(shí)際發(fā)電數(shù)據(jù)出發(fā)，從運(yùn)營管理等多個(gè)方面分析電站管理中有待提升之處，并提出對策建議，可供本地光伏電站運(yùn)營管理參考借鑒。

20 MW光伏；運(yùn)營管理

2015年，新疆天富金陽一四八團(tuán)20 MW光伏發(fā)電站全年完成發(fā)電量2 711.63萬kWh，理論發(fā)電量3 524.9萬kWh，上網(wǎng)電量2 692.58萬kWh。電站等效利用小時(shí)數(shù)1 355.81 h，本站的綜合效率為77%。根據(jù)相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：若75%≤綜合效率≤85%，則電站生產(chǎn)運(yùn)行情況良好；若綜合效率≥85%，則電站生產(chǎn)運(yùn)行情況優(yōu)秀；若綜合效率 ＜75%，則電站生產(chǎn)運(yùn)行情況有待改進(jìn)，可判斷出電站運(yùn)行情況良好[1-2]。

1 電站運(yùn)行月度分析

圖1 2015年設(shè)計(jì)發(fā)電量和實(shí)際發(fā)電量月度對比

從圖1可以看出，全年有5個(gè)月分別是1月、5月、7月、8月、12月發(fā)電量與設(shè)計(jì)發(fā)電量相比下降較大。1月份實(shí)際發(fā)電量90.125萬kWh，比設(shè)計(jì)發(fā)電量少62.875萬kWh，下降43%，當(dāng)月日均最高發(fā)電量為5.25萬kWh，最低發(fā)電量為0.35萬kWh，其主要原因是電站剛投產(chǎn)，設(shè)備運(yùn)行還不穩(wěn)定。5月份實(shí)際發(fā)電量257.25萬kWh，比設(shè)計(jì)發(fā)電量少55.75萬kWh，下降17.8%。7月份實(shí)際發(fā)電量278.075萬kWh，比設(shè)計(jì)發(fā)電量少40.925萬kWh，下降12.8%，其主要原因是由于7月雖然日照時(shí)數(shù)長，但是由于連續(xù)的高溫（2015年7月有2周的超高天氣）使光伏組件的轉(zhuǎn)換效率下降。10月份實(shí)際發(fā)電量212.1萬kWh，比設(shè)計(jì)發(fā)電量少26.9萬kWh，下降11.2%，其主要原因是受天氣影響，10月晴天只有6 d，而陰雨天氣13 d，多云12 d。峰值日照時(shí)數(shù)減少，發(fā)電量下降。12月份實(shí)際發(fā)電量為50.225萬kWh，比設(shè)計(jì)發(fā)電量減少66萬kWh，下降57.79%，是發(fā)電量降幅最大的月，其主要原因也是由于受天氣影響。

圖2 2015年月峰值電量

2015年是一四八團(tuán)光伏電站運(yùn)行投產(chǎn)的第一年，全年發(fā)電量為2 711.63萬kWh，本站第一年的設(shè)計(jì)發(fā)電量是2 961萬kWh，比設(shè)計(jì)發(fā)電量減少249.37萬kWh，完成設(shè)計(jì)發(fā)電量的91.58%。實(shí)際發(fā)電比設(shè)計(jì)發(fā)電量下降8.42%。日發(fā)電量最高12.95萬kWh，最低0.175萬kWh，從圖2可以看出，只有2 d發(fā)電量超過4萬kWh，其余都在4萬kWh以下，連續(xù)3 d是全年最低負(fù)荷0.175萬kWh。其主要原因是受天氣影響，12月晴天只有3 d，而陰雨雪天有27 d，峰值日照時(shí)數(shù)大幅減少，發(fā)電量下降。按設(shè)計(jì)裝機(jī)容量（20 MW）來計(jì)算,第一年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)是1 467 h，本年度實(shí)際利用小時(shí)數(shù)比設(shè)計(jì)值減少124.69 h。

2 運(yùn)營管理對策

2.1 運(yùn)用光伏發(fā)電智能化信息系統(tǒng)作為電站故障分析判別的有效工具，最大程度的降低電站損失

不同于傳統(tǒng)的火電、水電，光伏電站設(shè)備數(shù)量大幅增加，占地面積大，巡檢費(fèi)時(shí)費(fèi)力，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測環(huán)境監(jiān)測儀、匯流箱、逆變器和電能計(jì)量表等關(guān)鍵設(shè)備基于B/S架構(gòu)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)地與遠(yuǎn)程監(jiān)管的完美結(jié)合，全面、直觀地展示了電站關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)、準(zhǔn)確地提示設(shè)備異常信息，快速定位故障設(shè)備，輔助運(yùn)維人員迅速完成現(xiàn)場消缺工作，最大程度地降低了電站損失。

2.2 運(yùn)用光伏發(fā)電智能化信息系統(tǒng)提高發(fā)電量和系統(tǒng)效率，推動(dòng)規(guī)范化管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理的手段，全面提升電站的生產(chǎn)運(yùn)行水平

系統(tǒng)以光伏電站生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)體系為標(biāo)準(zhǔn)，在太陽能資源指標(biāo)、電量指標(biāo)、能耗指標(biāo)和設(shè)備運(yùn)行水平指標(biāo)的基礎(chǔ)上，對太陽能資源、發(fā)電量、負(fù)荷、性能、損耗及逆變器、匯流箱和電池組串運(yùn)行情況，進(jìn)行多層次、多維度綜合對比分析，評估電站生產(chǎn)運(yùn)行情況，輔助運(yùn)維人員分析查找影響發(fā)電量的各種因素，達(dá)到提高發(fā)電量和系統(tǒng)效率的目的。光伏發(fā)電智能化信息系統(tǒng)包括了日常工作記錄、兩票管理、交接班管理、檢修管理、故障缺陷管理、安全生產(chǎn)管理等功能，為電站的安全生產(chǎn)提供了根本保障，實(shí)現(xiàn)了電站日常工作和流程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化管理，系統(tǒng)同時(shí)可自動(dòng)生成各類生產(chǎn)運(yùn)行報(bào)表，一方面大幅提高了電站的日常工作效率，另一方面又有效的解決了光伏電站運(yùn)維人員少、新人多、人員穩(wěn)定性不夠的問題，從而全面提升了電站生產(chǎn)運(yùn)行管理水平。

2.3 運(yùn)用光伏發(fā)電智能化功率預(yù)測系統(tǒng)提升數(shù)據(jù)精度，滿足調(diào)度需要

光伏發(fā)電受太陽輻射強(qiáng)度、電池組件溫度、天氣云層和一些隨機(jī)的因素的影響比較明顯，具有波動(dòng)性和間歇性，其發(fā)電量和輸出功率隨機(jī)性較大，接入電網(wǎng)后對電網(wǎng)的安全和管理可能帶來一系列的問題[3-4]。因此需要對光伏電站的輸出功率進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，以便電網(wǎng)調(diào)度部門統(tǒng)籌安排常規(guī)電源和光伏發(fā)電的協(xié)調(diào)配合，及時(shí)調(diào)整調(diào)度計(jì)劃。光伏發(fā)電智能化功率預(yù)測系統(tǒng)是光伏發(fā)電智能一體化解決方案的配套產(chǎn)品，為光伏電站提供功率預(yù)測和數(shù)據(jù)上報(bào)業(yè)務(wù)，系統(tǒng)可自動(dòng)采集光伏電站實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、自動(dòng)氣象站監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、自動(dòng)進(jìn)行光伏電站未來0.25至4 h的超短期功率預(yù)測及未來72 h短期功率預(yù)測，并自動(dòng)上報(bào)預(yù)測結(jié)果。

光伏發(fā)電智能化功率預(yù)測系統(tǒng)可有效降低光伏接入對電網(wǎng)的不利影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，減少電力系統(tǒng)的運(yùn)行成本，充分利用太陽能資源，提升經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

2.4 建設(shè)光伏發(fā)電智能一體化解決方案，整合設(shè)備資源，提升管理效率

光伏發(fā)電智能一體化解決方案可有效整合設(shè)備資源，減少重復(fù)投資，降低建站投資及運(yùn)行成本；便于施工運(yùn)維，責(zé)任明確；監(jiān)控、管理、預(yù)測一體化，可大大提升電站管理效率；系統(tǒng)維護(hù)成本更低，維護(hù)更方便。

光伏發(fā)電智能一體化解決方案是針對光伏發(fā)電目前的運(yùn)行管理狀況提出的智能化、科學(xué)化的解決方案，方案主要包括3個(gè)方面：光伏發(fā)電智能化監(jiān)控系統(tǒng)、光伏發(fā)電智能化信息系統(tǒng)、光伏發(fā)電智能化功率預(yù)測系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)了解電站運(yùn)行狀況，滿足運(yùn)行人員日常操作、上級系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)對電站的監(jiān)控、業(yè)主對電站運(yùn)行管理的需求，將光伏電站逐步向智能數(shù)字化、集中控制、無人值班模式轉(zhuǎn)變。通過光伏智能一體化解決方案的實(shí)施，可有效整合資源，減少設(shè)備重復(fù)投資，降低運(yùn)行成本，保障電站安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)光伏電站的科學(xué)化管理。

[1]蘇劍，周莉梅，李蕊.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)的成本/效益分析[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013（34）：50-56.

[2]孫艷偉，王潤，肖黎姍，等.中國并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境效益[J].中國人口資源與環(huán)境，2011（04）：88-94.

[3]楊超，榑沼弘貴.TDK甲府工廠300 kW太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工程案例介紹[J].智能建筑電氣技術(shù)，2011（02）：54-55.

[4]王燕斌.太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目投資風(fēng)險(xiǎn)管理研究[D].中國科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院），2014.

2016—06—02

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師2015年度科技計(jì)劃“高緯度地區(qū)提升光伏發(fā)電效率工藝研究與應(yīng)用”，項(xiàng)目編號：2015cz04。