“整縣模式”最優解:華為光伏零碳整體解決方案
自6月20日國家能源局在全國開展整縣(市、區)推進屋頂分布式光伏開發試點工作以來,截至目前已有23個省市跟進。迎萬億市場機遇,國家電投、國家電網等央企率先反應,陸續與地方政府簽訂協議,搶占縣域資源;地方央企、民營企業也不甘落后、爭相布局。繼跑馬圈地之后,新一輪“圈”屋頂熱潮再起。
“整縣推進”模式下,分布式光伏將大大提速。而分布式光伏項目布局分散,部分地區鼓勵“一個試點一個業主”或“一縣一企”開發項目,更加考驗企業整體管理、運維能力。對于開發企業而言,拿下屋頂資源僅是邁出了“萬里長征的第一步”。
新舊難題待解
整縣分布式光伏的首要挑戰在于電站安全。分布式光伏項目主要依賴廠房及居民屋頂,一個縣域內項目動輒有成百上千戶,一旦出現故障,將直接影響業主資產及人身安全。據相關機構調研,直流拉弧是光伏項目中引發火災的直接原因,通常光伏組件焊點接觸不良、絕緣線纜破損、組件接頭松脫等都容易引起直流拉弧。當前行業內對于電弧的解決方案是:當逆變器檢測到直流側產生拉弧后,會自動關機切斷電流回路,達到消除電弧的效果。而由于電弧噪音微弱,且周圍干擾信號多,傳統方案容易出現漏報、誤報的情況,隨著分布式項目體量增大,逆變器判斷的難度隨之加大。
此外,在屋頂光伏項目中,直流側光伏板電壓通常可達到600V至1000V,為施工運維人員及業主帶來潛在風險。尤其是在出現火災等緊急狀況的情況下,由于光伏陣列攜帶高壓,救援人員無法到屋頂進行救災,無法及時挽救損失。
其次,分布式光伏存在屋頂普遍利用率低的問題。按照國家能源局規定,在整縣(市、區)分布式屋頂光伏開發中,黨政機關建筑屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于50%;學校、醫院、村委會等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于40%;工商業廠房屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于30%;農村居民屋頂總面積可安裝光伏發電比例不低于20%。
而在公共建筑附近,或多或少存在建筑物、空調外機、廣告牌、通信基站等物體遮擋,傳統方案設計時避開陰影遮擋區域,導致屋頂面積無法充分利用。戶用屋頂周圍環較為復雜,除陰影遮擋外,因戶用逆變器MPPT路數少,不同朝向組件無法接入同一組串,同樣無法實現“宜建盡建”。
第三,由于分布式光伏自身間歇性、波動性的特征,隨著接入電網的比例越來越高,配電網能力和電能質量正面臨著巨大挑戰,同時高比例分布式光伏接入對電網的正常安全運行構成了威脅,易出現配變過載安全風險、繼電保護問題、電網潮流倒送、末端電壓過高等一系列問題。
更大的挑戰在于運維、管理環節。分布式光伏尤其是戶用光伏具有小而微、雜而亂的特點,通常規模在幾千瓦至幾十千瓦不等,傳統方式需要人工攜專業器械,上站做組串抽檢,經專家分析得出報告后,再進行維修整改,導致使得運維成本高、周期長、效率低,檢測不充分。
綜上種種挑戰可知,分布式光伏若要實現又好又快發展,從設計到運維每一個環節都不可“掉鏈子”,而在整縣推進模式下,單一環節的解決方案顯然已不能滿足開發企業的新需求。
整體解決方案破局
隨著智能化、數字化技術在光伏領域持續深化,光伏企業基于所處環節及自身理解,紛紛推出了智能化解決方案。整縣模式下,智能解決方案該如何發揮效能,護航分布式更高收益,更加安全?
華為智能零碳解決方案,助力打造“整縣分布式”
作為率先將智能化、數字化手段引入光伏領域的先行者,華為將瓦特技術、熱技術與云、AI技術和比特技術這5大根技術創新融合,打造出的家庭綠電、行業綠電、大型地面/農光/漁光三大場景智能零碳整體解決方案,可完美匹配整縣分布式光伏場景,為整縣分布式光伏保駕護航。
一、AI使能,主動安全
電站安全是分布式光伏高質量發展的大前提,守好安全線的關鍵是及時捉出“隱形殺手”——直流拉弧。華為將AFCI與深度學習技術相結合,推出AI 加持智能電弧檢測方案。該方案實現了組件級的電弧故障位置定位,能夠有效區分噪聲和電弧特征,100%避免誤報以及漏報情況。華為智能AFCI電弧檢測技術通過鑒衡首個L4電弧防護最高等級認證。在0.5s內識別電弧并關斷逆變器,防止火災發生。工商業增強型主動電弧防護,檢測范圍200m/電流26A。
為保障運維人員人身安全,華為在組件搭配智能光伏優化器,可控制每塊組件輸出端,并且當出現緊急狀況時可自動或手動啟動0V快速關斷功能,逆變器會向優化器通過MBUS發出信號,讓優化器進行快速關斷,使組件輸出逐步降至0V。
二、組件優化,屋盡其用、宜建盡建
針對傳統方案為避免陰影遮擋而造成屋頂資源浪費的問題,華為通過組件級優化器,使每塊組件集成獨立發電單元(MPPT),組件間發電互不影響,不挑屋頂,有效避免了“短木桶”效應。據了解,東莞某工廠安裝的990kW光伏項目,通過加裝華為優化器,屋頂光伏安裝比例可提升10%。而在深圳某家庭光伏項目,較采用一般組件方案多裝高達70%,充分利用屋頂珍貴資源。
三、光儲融合,增強電網,應接盡接
當前我國配網下行管道能力與新能源裝機需求嚴重不匹配,光儲融合不失為有效解決方案。華為智能光伏發電機,可保障穩定性輸出,實現能源可儲可控,支撐電網。為了確保儲能安全,防止起火等事故發生,華為儲能解決方案具有從電芯、模組、電池簇到系統的四級安全保障。
此外,華為光儲解決方案還支持配置臺區儲能,通過能量路由器靈活調節,防倒送,減少配網改造。同時可構建虛擬電廠,實現群控群調,支撐配電網。
據了解,當前光纖專網的通信方案因成本及施工復雜度等原因無法批量落地,4G公網方案無法滿足電網安全要求,無法滿足電網公司對分布式能源進行群控群調的需求。華為5G通信解決方案,可實現分布式光伏低延時通信,調度安全。
四、構建能源云,集中管理
華為融合能量流和信息流,建設了一朵能源云,可實現每個市/縣、每個鄉、每個家庭的分布式電站可視、可管、可控。通過能源云平臺,可以實現在線、全量分布式電站體檢,提升運維效率50%以上,同時還可以實時監控&智能感知,全方位保障電站運行、資產、人員安全。
據華為相關人士介紹,能源云是安全可信的數字化開放平臺,未來可以與其他系統進行對接,實現多能互補管理、碳交易及電力市場化交易等功能。
寧夏張堡村光伏項目邁向零碳鄉村,助力鄉村振興
華為零碳整體解決方案,在微觀與宏觀兩大方面對分布式光伏項目進行精細化管理,保障電站長期收益穩定,是建設高質量、高可靠的分布式光伏電站不可或缺的重要助力。