江西省光伏扶貧接網(wǎng)工程問題分析與對策

楊 磊，范瑞祥，王文彬，吳 越

（1.南昌大學(xué)信息工程學(xué)院，江西 南昌 330031；2.國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院，江西 南昌 330096；3.國網(wǎng)吉林省電力有限公司，吉林 長春 130000）

0 引言

2016年10月，國家能源局、國務(wù)院扶貧辦兩部委聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于下達(dá)第一批光伏扶貧項(xiàng)目的通知》[1-2]，扶貧項(xiàng)目覆蓋了包括江西省在內(nèi)的全國14個(gè)省份，可為約55萬個(gè)建檔立卡貧困戶每年每戶增收不低于3 000元。其中，江西省共有3個(gè)扶貧項(xiàng)目，將幫扶貧困戶10.3萬戶。在具體項(xiàng)目上，這些電站場址分布在贛州、撫州、萍鄉(xiāng)、吉安、上饒和鷹潭。地方政府作為經(jīng)營主體，負(fù)責(zé)組織籌措資金。

光伏扶貧是新時(shí)期、新背景下探索農(nóng)村扶貧創(chuàng)新和長效機(jī)制的重要探索，也是精準(zhǔn)扶貧理念下開展農(nóng)村扶貧工作的有益延續(xù)，更是在扶貧領(lǐng)域落實(shí)十八屆五中全會(huì)“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”理念的重要形式。光伏扶貧，自誕生以來被認(rèn)為是光伏與扶貧的完美結(jié)合，對國家扶貧渠道的探索具有開拓意義[3-4]。

隨著江西光伏扶貧工程的不斷展開，其出現(xiàn)的各種問題也引起人們的極大關(guān)注，本文從工程實(shí)施、設(shè)備運(yùn)行等方面對江西光伏扶貧工程中出現(xiàn)的問題做了詳細(xì)分析，并對出現(xiàn)的問題提出了相應(yīng)的解決措施，為后繼開展更為深入的研究提供借鑒與參考。

1 江西光伏扶貧工程接入現(xiàn)狀分析

江西地處中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。氣候溫和，雨量充沛，光照充足，四季分明，夏冬長，春秋短。太陽能年均總輻射量在4006-4736MJ/m2之間，全省平均為4458.5MJ/m2，按照中國氣象局制定的太陽能資源評估標(biāo)準(zhǔn)，江西省為太陽能資源豐富帶，可進(jìn)行一定規(guī)模的開發(fā)利用。

國家能源局與國務(wù)院扶貧開發(fā)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室于2016年10月17日聯(lián)合發(fā)文國能〔2016〕280號《國家能源局國務(wù)院扶貧辦關(guān)于下達(dá)第一批光伏扶貧項(xiàng)目的通知》，江西省第一批光伏扶貧項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)光伏電站規(guī)模為620MW，其中集中式電站80MW，村級電站（含戶用系統(tǒng)）規(guī)模540MW，惠及10.3萬貧困戶。

根據(jù)國網(wǎng)江西省電力有限公司發(fā)展策劃部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2017年7月江西省光伏扶貧項(xiàng)目已并網(wǎng)容量941MW，其中村級電站（含戶用系統(tǒng)）規(guī)模831MW，集中式電站110MW。

結(jié)合江西省第一批光伏扶貧工程接網(wǎng)容量來看，如圖1，并網(wǎng)容量較大地區(qū)為贛州、贛東北地區(qū)等電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為薄弱的地區(qū)，在農(nóng)村薄弱電網(wǎng)實(shí)施光伏扶貧工程的規(guī)?；尤雽﹄娋W(wǎng)造成不容忽視的影響。

圖1 江西省第一批光伏扶貧工程接網(wǎng)容量分布

2 江西光伏扶貧工程目前存在的問題

由于時(shí)間緊、任務(wù)重，對相關(guān)政策與標(biāo)準(zhǔn)理解不夠深入，光伏扶貧接網(wǎng)工程實(shí)施過程中暴露出諸多問題。主要梳理如下：

1）部分縣區(qū)扶貧工程偏離規(guī)劃較為嚴(yán)重。部分由于資金未到位，扶貧項(xiàng)目無法及時(shí)實(shí)施；部分由于光伏扶貧工程選址不合理，變更較大；還有部分市縣因地區(qū)電網(wǎng)消納原因，不建議推進(jìn)光伏扶貧工程。無法執(zhí)行光伏扶貧工程原來規(guī)劃，光伏扶貧工程規(guī)劃造成了影響。如吉安部分縣區(qū)風(fēng)電和光伏開發(fā)利用步伐較快，但由于電力負(fù)荷增長緩慢，電網(wǎng)承受能力不強(qiáng)，電力消納矛盾較為突出，因此光伏扶貧工程推進(jìn)緩慢；

2）部分用戶接網(wǎng)工程未執(zhí)行設(shè)計(jì)評審環(huán)節(jié)。由于光伏扶貧接網(wǎng)工程時(shí)間緊，任務(wù)重，經(jīng)費(fèi)缺。部分縣公司戶用工程未開展正式設(shè)計(jì)，僅憑現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)手工繪圖，也未經(jīng)正式評審，給后期運(yùn)維留下安全隱患。此外，現(xiàn)有國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并未針對光伏扶貧項(xiàng)目提出詳細(xì)具體的設(shè)計(jì)方案，典型設(shè)計(jì)難以推進(jìn)，為后續(xù)光伏扶貧工程建設(shè)及電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來困擾；

3）施工質(zhì)量偏低。農(nóng)村地區(qū)相關(guān)人才缺乏，施工安裝缺乏規(guī)范性和專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，造成施工質(zhì)量偏低，存在安全隱患。如部分光伏扶貧工程屋頂光伏電池板引流線布置、走向和工藝不規(guī)范，大部分引流線未進(jìn)行防護(hù)即直接連接到逆變器，所有的引流線全部捆在一起，沒有安全距離，在高溫情況下容易引起著火；

4）缺乏專業(yè)的竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)。光伏扶貧工程竣工驗(yàn)收是保障工程質(zhì)量與效益的關(guān)鍵。目前驗(yàn)收主要由政府各部門、供電公司和廠家參加，既缺乏細(xì)致的技術(shù)要求，又缺乏專業(yè)的技術(shù)人員，存在把關(guān)不嚴(yán)的問題，為后期光伏扶貧工程運(yùn)維造成較大的隱患；

5）扶貧工程發(fā)電效率偏低。由于光伏發(fā)電設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)、對光伏發(fā)電設(shè)備缺乏監(jiān)控與運(yùn)維手段，導(dǎo)致大量光伏扶貧工程發(fā)電效率較低。部分地區(qū)同期光伏扶貧工程相比成熟商業(yè)光伏工程發(fā)電效率甚至低20%以上；

6）光伏扶貧項(xiàng)目接入后造成的電能質(zhì)量問題突出。光伏扶貧工程發(fā)電功率如果無法就地消納，將會(huì)導(dǎo)致線路電壓偏高、臺(tái)區(qū)出口電壓偏高，從而影響用戶正常用電，嚴(yán)重者甚至可能燒毀用戶家用電器，也可能導(dǎo)致光伏逆變器高電壓閉鎖從而影響發(fā)電效益。以撫州樂安縣為例，撫州樂安縣已有44個(gè)臺(tái)區(qū)接入光伏，接入總?cè)萘?850kW，平均每個(gè)臺(tái)區(qū)接入42.05kW，且主要為單相接入。光伏接入后且天氣晴好時(shí)段，平均電壓合格率降低1.51%，越上限率提高1.41%，且越限時(shí)間主要為白天光伏發(fā)電時(shí)段，平均最高電壓值為250.86V。典型臺(tái)區(qū)出口電壓、電流曲線圖如圖2～圖7所示。

圖2 瑤江上三相公變出口電壓曲線

圖3 瑤江上三相公變出口電流曲線

圖4 敖溪東林坪三相公變出口電壓曲線

圖5 敖溪東林坪三相公變出口電流曲線

圖6 金竹塘灣三相公變出口電壓曲線

圖7 金竹塘灣三相公變出口電流曲線

對以上截圖進(jìn)行分析：瑤江上臺(tái)區(qū)A、B、C三相均接入了戶用光伏，在白天強(qiáng)日照情況下，出現(xiàn)A、B、C三相電壓同時(shí)越限情況；敖溪東林坪臺(tái)區(qū)B、C兩相均接入戶用光伏，該配變?yōu)閅yn0型，由于中性點(diǎn)偏移，在白天強(qiáng)日照情況下，仍出現(xiàn)A、B、C三相電壓同時(shí)越限情況；金竹塘灣臺(tái)區(qū)為單相光伏接入，配變?yōu)閅yn0型，仍出現(xiàn)了兩相同時(shí)越限的情況。以上可以看出，光伏扶貧項(xiàng)目接入方式多樣，電壓越限的形式也不可一概而論，通過變壓器調(diào)擋方式并不一定能全面解決。

3 江西光伏扶貧工程問題解決方法舉措

為解決江西光伏扶貧工程存在的問題，本文從規(guī)劃設(shè)計(jì)、驗(yàn)收、運(yùn)維三個(gè)環(huán)節(jié)出發(fā)，清晰指明建設(shè)單位、供電公司和運(yùn)維單位開展規(guī)劃設(shè)計(jì)等各環(huán)節(jié)工作，使江西省光伏扶貧工程做到“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，打造樣板，保證質(zhì)量”。

3.1 規(guī)劃設(shè)計(jì)

從便于光伏扶貧工程運(yùn)維，電網(wǎng)投資角度，電能質(zhì)量監(jiān)測角度考慮，采用集中式接入都是非常有優(yōu)勢的，在評審接入系統(tǒng)方案時(shí)建議優(yōu)先選擇集中式接入。本文推薦以下3種接入方案：

1）專用柱上變壓器集中接入。該方案適用于

裝機(jī)總?cè)萘繛?0～400kW、集中接入、集中計(jì)量、全部上網(wǎng)的分布式光伏項(xiàng)目，采用1-3回線路將分布式光伏電源接入10kV專用柱上變壓器380V母線，變壓器不接用戶負(fù)荷。本方案適用于村級電站接入，該種接入方式建議配置低壓SVG，用于平滑調(diào)節(jié)出口電壓；

2）公用柱上變壓器低壓專線接入。該方案適用于裝機(jī)總?cè)萘?0～80kW、集中接入、集中計(jì)量、全部上網(wǎng)的分布式光伏項(xiàng)目，采用1回線路將分布式光伏電源接入10kV柱上變壓器380V母線；

3）低壓公共電網(wǎng)分戶接入。該方案適用于裝機(jī)總?cè)萘坎灰顺^8kW、電壓等級為220V（380V）、全部上網(wǎng)的分布式光伏項(xiàng)目，采用1回線路將分布式光伏電源接入公用220V（380V）線路。

以上三種接入方案接入前均應(yīng)對分布式光伏接入容量和電能質(zhì)量進(jìn)行評估，接入系統(tǒng)方案需結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃、分布式電源規(guī)劃，按照就近分散接入、就地平衡消納的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。工程實(shí)踐中，光伏扶貧工程接網(wǎng)前應(yīng)開展入網(wǎng)評估工作，結(jié)合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)情況，選取1-3種接入方式?？紤]集中運(yùn)維管理和集中消納的問題，建議主要采用方案1實(shí)施，配合采用方案2、3。

3.2 驗(yàn)收

3.2.1 接網(wǎng)工程驗(yàn)收

工程驗(yàn)收前應(yīng)提交相關(guān)技術(shù)資料和文件，如工程竣工圖、設(shè)備安裝記錄、有關(guān)的交接試驗(yàn)報(bào)告及協(xié)議和文件等。

工程驗(yàn)收時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查的內(nèi)容有：1）電桿所采用的橫擔(dān)、金具、絕緣子的規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求，施工安裝質(zhì)量是否符合規(guī)定；2）導(dǎo)線的規(guī)格、連接、固定、弧垂、相間距離、對地距離、交叉跨越距離及其他物體的接近距離是否符合典型設(shè)計(jì)要求；3）拉線的制作和安裝是否符合固定、安裝保護(hù)管；4）電氣設(shè)備外觀應(yīng)完整無缺損，充油設(shè)備無滲漏油現(xiàn)象，并安裝配套絕緣護(hù)罩；5）接地電阻是否滿足不大于10Ω要求；6）配電變壓器二次側(cè)電壓是否合格；7）沿線路的清障工作是否完成；8）線路設(shè)備路名、桿號、表位號及警告標(biāo)志是否齊全。

工程驗(yàn)收完成前需進(jìn)行交接試驗(yàn)，需用絕緣電阻表對各線路的阻值進(jìn)行測量，要求10kV架空絕緣線路測量阻值不低于1000MΩ，低壓架空線路阻值不低于0.5MΩ。

3.2.2 主要光伏發(fā)電設(shè)備驗(yàn)收

光伏組件傾斜角偏差不能超過1°，連接數(shù)量和路徑應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。光伏組件進(jìn)行組串連接后應(yīng)對光伏組件串的開路電壓和短路電流進(jìn)行測試，同一光伏組件或光伏組件串的正負(fù)極不應(yīng)短接，光伏陣列的絕緣電阻應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

逆變器應(yīng)可靠接地，與基礎(chǔ)及支架間需牢固連接，交流側(cè)接口處應(yīng)有絕緣保護(hù)，通風(fēng)處理、安裝高度、水平度需符合設(shè)計(jì)要求，所有絕緣和開關(guān)裝置及散熱風(fēng)扇均需正常工作。

3.3 運(yùn)維

3.3.1 接網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維

需對電表、空開、臺(tái)變、導(dǎo)線進(jìn)行監(jiān)控及維護(hù)。供電公司人員可通過用電信息采集系統(tǒng)對光伏扶貧工程用電電量進(jìn)行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)電量異常后，指派供電所運(yùn)維人員現(xiàn)場查看電表情況及空氣開關(guān)狀態(tài)；通過PMS2.0對配變出口電壓及負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)測，對于高、低電壓及重過載情況及時(shí)上報(bào)，通過運(yùn)維立項(xiàng)手段進(jìn)行處理；加強(qiáng)日常巡視，查看導(dǎo)線無斷股、損傷、燒傷、腐蝕的痕跡，綁扎線無脫落、開裂，連接線夾螺栓應(yīng)緊固，連接部位需良好，無過熱變色和嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)線的線間距離、導(dǎo)線與拉線、電桿或構(gòu)件的距離需符合規(guī)定，導(dǎo)線上無拋扔物，架空絕緣導(dǎo)線無過熱、變形、起泡現(xiàn)象。

3.3.2 光伏發(fā)電設(shè)備運(yùn)維

光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)維應(yīng)保證系統(tǒng)本身安全，確保各部件正常運(yùn)行，運(yùn)維人員在故障處理之前需做好安全措施，并做好運(yùn)維記錄。

定期對光伏組件進(jìn)行清潔及巡視，檢查外露的導(dǎo)線有無絕緣老化、機(jī)械性損壞，有無人為對組件進(jìn)行遮擋情況，若存在玻璃破碎或接線盒變形、扭曲、開裂、燒毀等情況，應(yīng)及時(shí)調(diào)整或更換光伏組件，若發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重故障，應(yīng)立即切斷電源，及時(shí)處理，需要時(shí)及時(shí)聯(lián)系廠家；定期檢查逆變器各部分的接線有無松動(dòng)現(xiàn)象，逆變器功率、狀態(tài)、發(fā)電量和并網(wǎng)運(yùn)行等指標(biāo)是否能正常查詢，逆變器上的警示標(biāo)識(shí)是否完整無破損。

4 結(jié)語

1）光伏扶貧工程在全國范圍內(nèi)取得了巨大進(jìn)展，江西省作為光伏扶貧重點(diǎn)省份，光伏扶貧工程的開展不僅可以有效保護(hù)環(huán)境，而且也將增加貧困戶的收益；

2）分布式光伏接入引發(fā)的電能質(zhì)量和安全問題必須引起高度重視。電能質(zhì)量方面高電壓問題較為突出，安全方面包括因過載、施工安裝或設(shè)備質(zhì)量問題引發(fā)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)；

3）分布式光伏接入過程中必須加強(qiáng)技術(shù)把關(guān)；

4）分布式光伏接入工作必須從源頭抓起，采取差異化整治策略。由于電壓等級、接線方式、接入容量、調(diào)控手段等方面的差異，分布式光伏接入引發(fā)問題的表現(xiàn)形式也各有差異，要有效解決必須從源頭抓起，重點(diǎn)加強(qiáng)設(shè)計(jì)評審和接入評估，將問題解決在初始階段。對于接入后產(chǎn)生的問題需開展差異化分析，用不同的技術(shù)手段針對性解決各類問題。