并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)在屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)在工廠的應(yīng)用

并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)在屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)在工廠的應(yīng)用

摘要：結(jié)合工程案例，討論了在地下污水處理廠工程設(shè)計(jì)中，依據(jù)規(guī)劃，建筑、景觀設(shè)計(jì)，建設(shè)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，用于地下污水處理廠照明及通風(fēng)等系統(tǒng)供電的可行性。從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、成本等方面介紹了并網(wǎng)光伏發(fā)電技術(shù)在該項(xiàng)目中的應(yīng)用，并對(duì)系統(tǒng)在類(lèi)似項(xiàng)目中應(yīng)用存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)；地下污水處理廠；效益分析

引言

山東博物館太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)位于博物館頂層，實(shí)施區(qū)域面積約7000m2，光伏矩陣采用標(biāo)準(zhǔn)功率為180Wp的多晶硅光伏組件，共計(jì)39組2500塊，總裝機(jī)容量429kWp。項(xiàng)目于2010年7月建成投入使用，截至目前已持續(xù)運(yùn)行11年。結(jié)合電站日常管理的工作經(jīng)驗(yàn)以及其他項(xiàng)目的調(diào)研情況，本文將探討光伏電站日常運(yùn)維過(guò)程中需要注意的幾點(diǎn)問(wèn)題，為完善文化公益場(chǎng)館光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)體系助力。

1、并網(wǎng)光伏電站運(yùn)維過(guò)程中的突出問(wèn)題

1.1設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)籌性、前瞻性

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮方案實(shí)施的實(shí)際條件，如硬件設(shè)施、工作環(huán)境等，以發(fā)展的眼光規(guī)劃電站建設(shè)，既方便日常維護(hù)管理，又具備接駁未來(lái)先進(jìn)技術(shù)的能力。在山東博物館逆變器工作的11年內(nèi)，除日常維護(hù)外，機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備工作正常，室外則已大修兩次。事實(shí)證明，逆變器根據(jù)太陽(yáng)能電池板的單元?jiǎng)澐稚⒉荚趫?chǎng)區(qū)內(nèi)，位置設(shè)計(jì)不合理將給人員日常巡檢帶來(lái)不便；室外環(huán)境惡劣，風(fēng)沙、灰塵、水汽等容易進(jìn)入逆變器，如不采取防護(hù)措施，容易引發(fā)內(nèi)部電路故障；設(shè)備選型更換不匹配、不兼容，會(huì)影響系統(tǒng)發(fā)電效率，給電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。

1.2生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)水平參差不齊

現(xiàn)階段，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)步入商業(yè)化應(yīng)用階段。光伏產(chǎn)品生產(chǎn)方面，市場(chǎng)供應(yīng)商良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大；技術(shù)服務(wù)方面，運(yùn)維單位綜合實(shí)力薄弱，人員的技能水平參差不齊，最終導(dǎo)致光伏電站在運(yùn)維管理中暴露出各種各樣的問(wèn)題。光伏電站建設(shè)初期，方案設(shè)計(jì)疏忽、設(shè)備質(zhì)量缺陷、施工質(zhì)量差等問(wèn)題給電站的后期運(yùn)維帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；日常管理中，電站工程師對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)了解不細(xì)致，職業(yè)素養(yǎng)低下，實(shí)操經(jīng)驗(yàn)匱乏，電站時(shí)常因操作不當(dāng)而引發(fā)技術(shù)故障，或者因監(jiān)測(cè)不到位而無(wú)法準(zhǔn)確判斷并消除故障，影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.3業(yè)主和維保單位權(quán)責(zé)劃分不清、管理混亂

良好的運(yùn)維管理制度是保證電站穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，扎實(shí)地執(zhí)行制度則是電站正常運(yùn)行的可靠保障。光伏電站運(yùn)維管理制度，主要是明確電站在運(yùn)行維保方面的管理細(xì)節(jié)，明確業(yè)主和維保單位在電站管理中的工作職責(zé)和處理權(quán)限。但是，當(dāng)前光伏電站運(yùn)行管理中確實(shí)存在權(quán)責(zé)不清、管理混亂的現(xiàn)象：?jiǎn)挝徊块T(mén)間的管理界面模糊不清甚至留有管理空白，制度權(quán)責(zé)不完善、不明晰，導(dǎo)致業(yè)主和維保雙方產(chǎn)生消極怠工的態(tài)度，在電站運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理和維護(hù)保養(yǎng)等方面相互扯皮；有的電站雖然制定了較為完善的運(yùn)維管理制度，但在人員落實(shí)方面存在缺位錯(cuò)位，懶散現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

1.4資產(chǎn)激勵(lì)策略不健全

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)有資產(chǎn)的管理研究習(xí)慣側(cè)重于資產(chǎn)顯性的投資收益，而隱性的、內(nèi)在的資產(chǎn)收益研究一直未引起足夠的重視?？稍偕茉撮_(kāi)發(fā)利用作為科室的主管經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目，在單位主體申報(bào)財(cái)政預(yù)算時(shí)，往往被納入整體運(yùn)行經(jīng)費(fèi)中，沒(méi)有體現(xiàn)其突出的重要性，導(dǎo)致資產(chǎn)管理經(jīng)常出現(xiàn)諸如績(jī)效考核目標(biāo)不清晰、重使用輕管理、經(jīng)費(fèi)被擠占、產(chǎn)出效益不高等現(xiàn)象。針對(duì)以營(yíng)利為目的的光伏電站，人們從投資者的角度完成了其運(yùn)作模式、管理機(jī)制、政策支持等投資策略的全過(guò)程研究，而“自產(chǎn)自用”模式下潛在的能源節(jié)約，也應(yīng)當(dāng)及時(shí)撥付運(yùn)維資金，積極探索可持續(xù)發(fā)展的資產(chǎn)激勵(lì)策略。

2、并網(wǎng)光伏電站運(yùn)維管理建議

2.1優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

文化場(chǎng)館設(shè)施平層面積大，屋面無(wú)遮擋，平面鋪開(kāi)優(yōu)勢(shì)明顯，適合釆用屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。新建場(chǎng)館建筑與光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，建筑外型協(xié)調(diào)美觀、供用電系統(tǒng)安全可靠；在既有建筑物上實(shí)施光伏建筑附加（BAPV）工程時(shí)也要綜合考慮結(jié)構(gòu)改造和電氣安全性。

根據(jù)光伏電站的實(shí)際工況，太陽(yáng)能機(jī)房宜設(shè)置在建筑屋頂或頂層，控制設(shè)備集中管理，優(yōu)化線路敷設(shè)方案，降低線路能耗，減少故障點(diǎn)。

逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)部有電容、顯示屏等電子元件，不耐高溫，宜集中安裝于屋面或頂層的機(jī)房?jī)?nèi)，遮陰避雨、防塵防濕、通風(fēng)散熱良好；安裝位置兼顧網(wǎng)點(diǎn)、組件兩者的距離，靠近網(wǎng)點(diǎn)則節(jié)約投資成本，靠近組件則電纜損耗低、施工方便。電池方陣的支架基座多采用現(xiàn)澆混凝土方式建設(shè)，澆筑過(guò)程中，建議添加適量的防水混合劑到混凝土內(nèi)，與屋面防水系統(tǒng)共同設(shè)計(jì)、集中施工，杜絕出現(xiàn)屋面雨水滲漏問(wèn)題。

2.2選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的光伏產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)

經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，我國(guó)光伏制造業(yè)已實(shí)現(xiàn)本土化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平和體系建設(shè)達(dá)到了世界水平，多晶硅材料、電池板組件、逆變器等生產(chǎn)成本下降明顯。巨大的市場(chǎng)發(fā)展前景也引發(fā)了行業(yè)思考：如何甄別眾多光伏產(chǎn)品的良莠，保證電站運(yùn)營(yíng)的壽命與品質(zhì)。

光伏電站的全壽命周期長(zhǎng)達(dá)二十余年，關(guān)鍵設(shè)備的品牌選擇和技術(shù)服務(wù)是決定電站收益的關(guān)鍵因素。由于技術(shù)專(zhuān)利的排他性，買(mǎi)方單位應(yīng)慎重選擇品牌，以明確的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)龐大的光伏市場(chǎng)進(jìn)行篩選，綜合考察品牌影響力、科研實(shí)力和企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ龋x擇合作意向目標(biāo)。以市場(chǎng)導(dǎo)向?yàn)橹骶€，兼顧成本控制和性能提升，優(yōu)先選擇擁有強(qiáng)大技術(shù)支撐和研發(fā)投入，在產(chǎn)品質(zhì)量上不斷提高的品牌企業(yè)作為長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴。

影響分布式光伏電站發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率，系統(tǒng)組件的選擇或更換要遵循規(guī)范要求，以逆變器為單元?jiǎng)澐肿酉到y(tǒng)，接入系統(tǒng)的組件電性能參數(shù)要盡可能一致。對(duì)于太陽(yáng)能電池板之類(lèi)的核心產(chǎn)品要注重光電轉(zhuǎn)換效率，而對(duì)于質(zhì)量技術(shù)相對(duì)成熟的逆變器、變壓器、匯流箱、線纜等設(shè)備，在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍內(nèi)優(yōu)先選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。

2.3制定詳實(shí)可行的管理方案并執(zhí)行

文化單位要定期組織學(xué)習(xí)國(guó)家新能源相關(guān)政策，緊跟光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，制定符合自身場(chǎng)館特點(diǎn)的運(yùn)行、維護(hù)和檢修等中長(zhǎng)期規(guī)劃，做好電站營(yíng)運(yùn)管理工作。

制定詳實(shí)可行的管理方案，根本任務(wù)是保持國(guó)有資產(chǎn)的安全完整，不僅要重視約束維保單位，確保運(yùn)維質(zhì)量，更要明確產(chǎn)權(quán)單位自身的責(zé)任和義務(wù)，強(qiáng)化職員監(jiān)督管理的積極性和責(zé)任心。對(duì)于電站的整體管理與維護(hù)，國(guó)家近十年相繼出臺(tái)了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，細(xì)化巡檢周期、維護(hù)規(guī)則，規(guī)范電站信息化管理。

光伏電站的正常運(yùn)行，定期維護(hù)工作必不可少。維保單位要分析電站服役工況，檢查設(shè)備是否帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確查找故障原因，判定故障點(diǎn)位。要留意匯流箱、配電柜等箱體內(nèi)是否有積塵雜物、觸點(diǎn)松動(dòng)等，檢查線纜老化問(wèn)題，掌握電池板熱斑現(xiàn)象及逆變器元器件工作情況。在進(jìn)行維護(hù)與管理的同時(shí)，注意記錄電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如天氣條件、發(fā)電時(shí)間、發(fā)電量、負(fù)荷情況、設(shè)備不良故障等。詳實(shí)可靠的運(yùn)維記錄是判定系統(tǒng)工作是否正常的基本依據(jù)，有助于系統(tǒng)故障預(yù)判，從而及時(shí)制訂處理預(yù)案。

2.4完善資產(chǎn)激勵(lì)和效能評(píng)價(jià)體系

目前，我國(guó)對(duì)公共建筑能效提升的激勵(lì)手段主要為財(cái)政補(bǔ)貼兇?！笆奈濉逼陂g，光伏發(fā)電將實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)，相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼政策陸續(xù)停止，公共建筑節(jié)能降耗將面臨著激勵(lì)不足等問(wèn)題。如何讓光伏發(fā)電保值增值，確定科學(xué)的資產(chǎn)激勵(lì)方案迫在眉睫。

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資產(chǎn)激勵(lì)，大部分產(chǎn)權(quán)單位側(cè)重于設(shè)備的維護(hù)責(zé)任，強(qiáng)調(diào)安全可靠，而諸如光伏發(fā)電等利用可再生能源進(jìn)行節(jié)能降耗的資產(chǎn)具有隱性產(chǎn)出的特點(diǎn)，設(shè)備收益較易被忽視。

資產(chǎn)激勵(lì)的對(duì)象主要是產(chǎn)權(quán)單位。一方面，應(yīng)注重資產(chǎn)的保值性，防止資產(chǎn)流失。公益類(lèi)事業(yè)單位的經(jīng)費(fèi)主要來(lái)源于公共財(cái)政，政府決策經(jīng)費(fèi)的分配比例時(shí)，應(yīng)留意開(kāi)發(fā)利用可再生能源項(xiàng)目的資金申請(qǐng)，將節(jié)能降耗項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)單獨(dú)列支，優(yōu)先予以保證，充足的運(yùn)維資金是項(xiàng)目保值運(yùn)行的前提條件。另一方面，要維持資產(chǎn)的增值性，確保持久穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于有條件、有能力開(kāi)展碳中和的文化公益場(chǎng)館，將節(jié)能降耗作為主評(píng)項(xiàng)或者加分項(xiàng)納入單位的年度績(jī)效考核計(jì)劃中，制定科學(xué)的績(jī)效激勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)，量化測(cè)評(píng)指標(biāo)，用好獎(jiǎng)懲項(xiàng)，提升資產(chǎn)激勵(lì)的導(dǎo)向性，促進(jìn)可再生能源在公共建筑中的應(yīng)用廣度和深度。

眾所周知，文化場(chǎng)館具有建筑體量大、能耗強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“自產(chǎn)自用”，減輕負(fù)荷用電的部分壓力。在健全的政策激勵(lì)下，產(chǎn)權(quán)單位能夠從光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)維實(shí)況中獲取準(zhǔn)確的反饋信息，查找客觀事實(shí)與設(shè)計(jì)初衷的差距，得出正反兩面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，形成項(xiàng)目效能評(píng)估報(bào)告，凸顯設(shè)備隱性的經(jīng)濟(jì)效益。效能評(píng)價(jià)對(duì)運(yùn)維方案的完整性和系統(tǒng)性具有重要的意義，有益于業(yè)主各個(gè)方位剖析管理方案，調(diào)動(dòng)和提高人員的工作積極性和職責(zé)意識(shí)，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)理念和節(jié)能技術(shù)；推動(dòng)運(yùn)維企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量，規(guī)范員工的工作行為，避免出現(xiàn)權(quán)責(zé)不清、管理混亂的局面，將光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益發(fā)揮到較佳。

3、安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)介紹

污水處理作為能耗型行業(yè)，電能消耗是主要的能源消耗，其成本占其總成本的40％以上。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理年電耗已突破100億kW·h，其能耗量約占到社會(huì)總能耗量的2％。隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，新增的污水量需要新建或改擴(kuò)建污水處理廠，同時(shí)規(guī)劃等部門(mén)對(duì)污水處理廠工程節(jié)約土地資源提出了更高的要求。在“生態(tài)治污”理念的指導(dǎo)下，在土地資源相對(duì)緊缺的城鎮(zhèn)地區(qū)發(fā)展地下污水處理廠，成為城鎮(zhèn)新建污水處理設(shè)施發(fā)展的目標(biāo)。但是地下污水處理廠對(duì)通風(fēng)、照明等要求較高，照明及通風(fēng)設(shè)備折算到單位處理水量的能耗較高。經(jīng)實(shí)際工程測(cè)算，此部分能耗約占到地下污水處理廠總電耗的7％一10％，且該部分負(fù)荷在地下污水處理廠中需要系數(shù)遠(yuǎn)高于常規(guī)污水處理廠。所以在地下污水處理廠的工程設(shè)計(jì)中，如何降低地下式污水處理廠相對(duì)常規(guī)污水處理廠額外增加的運(yùn)營(yíng)成本，成為工程設(shè)計(jì)中一個(gè)須考慮的課題。

在方案設(shè)計(jì)階段，經(jīng)過(guò)多方案對(duì)比(光伏發(fā)電、光導(dǎo)照明等)，在本項(xiàng)目中，擬結(jié)合地上建(構(gòu))筑物及景觀設(shè)計(jì)，設(shè)置光伏方陣，建設(shè)光伏系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)與污水廠地上建(構(gòu))筑物及景觀的有機(jī)結(jié)合，為地下空間照明、通風(fēng)等設(shè)備補(bǔ)充電源，有效利用污水處理廠地上空間，降低本項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)成本。

一、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1工程概況

本工程根據(jù)規(guī)劃批復(fù)采用地下式污水處理廠建設(shè)方案，近期規(guī)模7．5萬(wàn)m3／d，遠(yuǎn)期規(guī)模15萬(wàn)m3／d，工程占地約68．8畝。規(guī)劃對(duì)本項(xiàng)目地上景觀的要求較高，但實(shí)際可利用的地上空間有限。項(xiàng)目地上景觀效果如圖1所示。

結(jié)合總圖布置及景觀要求，確定利用地上綜合樓屋頂進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，光伏組件按照20串、4并連接方式進(jìn)行方陣布局安裝。方陣結(jié)合總圖布置及景觀要求，確定利用地上綜合樓屋頂進(jìn)行光伏發(fā)電系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，光伏組件按照20串、4并連接方式進(jìn)行方陣布局安裝。方陣由架臺(tái)固定安裝后，平鋪固定在南向屋頂上。方陣的方位角為0°(朝向正南)，傾斜角為20°，其東西長(zhǎng)度為33．19m，南北寬度為3．76m，總建筑面積約為125㎡。

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2光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

（1）負(fù)荷要求：

經(jīng)計(jì)算，本工程地下箱體部分照明負(fù)荷約48kW，通風(fēng)負(fù)荷約133kW。根據(jù)光伏方陣可實(shí)施的面積情況，確定地下箱體照明負(fù)荷為光伏發(fā)電系統(tǒng)的負(fù)載。

氣象地理數(shù)據(jù)：

由國(guó)家氣象局查找本次項(xiàng)目所在地區(qū)的多年氣象數(shù)據(jù)，如表1所示。

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（3）系統(tǒng)設(shè)計(jì)系數(shù)：

根據(jù)以上氣象數(shù)據(jù)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的其他各種情況，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)參數(shù)如下文所示。

①有關(guān)光伏電池設(shè)計(jì)方面的設(shè)計(jì)系數(shù)

1)光伏方陣組合損耗系數(shù)

光伏方陣組合損耗系數(shù)是組件在組合成方陣的過(guò)程中由于組件失配而引起的損耗。在進(jìn)行組件配置時(shí)，要求電壓失配控制值為±2％，電流失配控制值為4-1％，功率失配控制值為4-1％。

2)環(huán)境系數(shù)

工程中并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化安裝，使系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)達(dá)到好效果，環(huán)境系數(shù)取100％。

3)衰減系數(shù)

隨著使用時(shí)間的推移，光伏電池組件在紫外線照射引起物理反應(yīng)，發(fā)電量會(huì)有所衰減。選用的組件10年實(shí)際衰減率≤10％。

②有關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行和安全方面的設(shè)計(jì)系數(shù)

1)系統(tǒng)供電可用率99．99％以上。

2)平均無(wú)故障時(shí)間MTBF>100000h。

3)光伏電池支架風(fēng)力系數(shù)30m／s。

4)電壓電流回路安全系數(shù)≥1．5。

5)設(shè)備容量安全系數(shù)低值為120％。

③系統(tǒng)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

系統(tǒng)發(fā)電量統(tǒng)計(jì)如表2所示。

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3并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本工程中，有公共電網(wǎng)的正常情況下，在晴朗的白天由光伏方陣產(chǎn)生電能，然后經(jīng)過(guò)并網(wǎng)發(fā)電用功率調(diào)節(jié)器控制，輸出給光伏能系統(tǒng)與電網(wǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的用電負(fù)荷——污水廠地下空間照明。本工程中因地下空間照明負(fù)荷消耗的功率一般情況下大于電池方陣的發(fā)電功率，所以此時(shí)照明設(shè)備所消耗的功率雖然由電池方陣和電網(wǎng)同時(shí)提供，但優(yōu)先使用光伏電池方陣所產(chǎn)生的電能。在特殊情況下，如污水處理廠地下空間照明采用特殊場(chǎng)景組合方式，在某些特定場(chǎng)景下，光伏電池方陣的發(fā)電功率大于照明設(shè)備消耗功率，則將剩余電量上送到公共電網(wǎng)，然后通過(guò)電網(wǎng)給電網(wǎng)上的其他用電負(fù)荷設(shè)備供電。

地下污水處理廠按照二級(jí)負(fù)荷設(shè)計(jì)，且對(duì)包括地下空間照明負(fù)荷在內(nèi)的重要負(fù)荷已考慮備用電源，因此本工程的太陽(yáng)能系統(tǒng)一般不會(huì)出現(xiàn)“孤島效應(yīng)”。但為預(yù)防意外，采用過(guò)／欠壓、過(guò)／欠頻保護(hù)方案：如果并網(wǎng)逆變器輸出功率(有功功率、無(wú)功功率)與負(fù)載需求功率不匹配，電壓或頻率將產(chǎn)生偏移，一旦超出正常范圍，此時(shí)可以利用系統(tǒng)軟硬件所規(guī)定的電網(wǎng)電壓的過(guò)(欠)電壓保護(hù)設(shè)置點(diǎn)及過(guò)(欠)頻率保護(hù)設(shè)置點(diǎn)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，將逆變器并網(wǎng)開(kāi)關(guān)跳閘，逆變器就將停止運(yùn)行，從而防止孤島的產(chǎn)生。

4計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置

為直觀地展示光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行，凸顯清潔能源的有效利用，項(xiàng)目設(shè)計(jì)了光伏發(fā)電系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集裝置。裝置通過(guò)RS485接口連接功率調(diào)節(jié)器，并將所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，形成圖形顯示界面和數(shù)據(jù)表格形式，并計(jì)算統(tǒng)計(jì)每天、每月、每年的各種參數(shù)數(shù)據(jù)的分項(xiàng)數(shù)據(jù)和匯總數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)曲線圖表的形式進(jìn)行存儲(chǔ)。

5效益分析

（1）社會(huì)效益

本項(xiàng)目并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)每年的發(fā)電量約15×103kW．h，相當(dāng)于每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤5．4t，減少CO2的排放量約為12．2t，SO2的排放量約為0．135t，減少氮氧化物的排放量約為0．066t。

（2）經(jīng)濟(jì)效益

本工程光伏發(fā)電系統(tǒng)每日的工作時(shí)間在白天高峰時(shí)段，按照項(xiàng)目地區(qū)平均電費(fèi)1．1元／kWh，在不考慮電價(jià)上漲、國(guó)家及地方補(bǔ)貼的情況下，測(cè)算本項(xiàng)目的年節(jié)約電費(fèi)約16．5萬(wàn)元，靜態(tài)投資回收期約3年。

二、安科瑞分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)

1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)通過(guò)監(jiān)測(cè)光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備，氣象設(shè)備以及攝像頭設(shè)備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括：站點(diǎn)監(jiān)測(cè)，逆變器監(jiān)測(cè)，發(fā)電統(tǒng)計(jì)，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測(cè)，設(shè)備檔案，運(yùn)維管理，角色管理。用戶可通過(guò)WEB端以及APP端訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。

2應(yīng)用場(chǎng)所

目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類(lèi)分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計(jì)量?jī)x表，通過(guò)網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)管理。用戶可以通過(guò)PC訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)獲取分布式光伏電站的運(yùn)行情況以及各逆變器運(yùn)行狀況。平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

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4系統(tǒng)功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過(guò)WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

（1）光伏發(fā)電綜合看板

●顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時(shí)發(fā)電功率。

●累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計(jì)社會(huì)效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

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（2）電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價(jià)，峰值功率等基本參數(shù)。

●統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。

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（3）逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數(shù)顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過(guò)曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側(cè)電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。

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（4）電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選電站的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

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（5）逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選逆變器的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

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（6）配電圖

●實(shí)時(shí)展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)。

●展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量。

●展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●展示逆變器型號(hào)及廠商。

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（7）逆變器曲線分析

●展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

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（8）事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時(shí)間、內(nèi)容、發(fā)送結(jié)果、回復(fù)等。

●平臺(tái)運(yùn)行日志：查看儀表、網(wǎng)關(guān)離線狀況。

●報(bào)警信息：將報(bào)警分進(jìn)行分級(jí)處理，記錄報(bào)警內(nèi)容，發(fā)生時(shí)間以及確認(rèn)狀態(tài)。

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（9）運(yùn)行環(huán)境

●視頻監(jiān)控：通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的視頻攝像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視光伏站運(yùn)行情況。對(duì)于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺(tái)控制功能。

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三、結(jié)語(yǔ)

地下污水處理廠相對(duì)常規(guī)污水處理廠雖然增加了地下空間照明及通風(fēng)負(fù)荷，單采用光伏發(fā)電技術(shù)作為補(bǔ)充電源是可行的。且因?yàn)樵诘叵挛鬯幚韽S中這部分負(fù)荷是常用負(fù)荷，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能可以即發(fā)即用，無(wú)需考慮儲(chǔ)能裝置，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)配置，避免了廢舊蓄電池的回收及污染問(wèn)題。

地下污水處理廠受項(xiàng)目總體規(guī)劃、地上建筑、景觀設(shè)計(jì)等限制，大規(guī)模利用地上空間建設(shè)光伏方陣較為困難，需在確定負(fù)荷需求后，結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)的容量，合理設(shè)計(jì)配電及并網(wǎng)系統(tǒng)。如果要在地下污水處理廠實(shí)現(xiàn)建筑光伏一體化，要在項(xiàng)目前期報(bào)規(guī)階段提前介入，結(jié)合地上建筑功能及建筑、結(jié)構(gòu)等專(zhuān)業(yè)，確定光伏發(fā)電系統(tǒng)的參數(shù)。

近年來(lái)隨著光伏發(fā)電技術(shù)的成熟、成本的降低，光伏發(fā)電系統(tǒng)在污水處理廠中的應(yīng)用逐漸增加，大規(guī)模應(yīng)用的成功案例也時(shí)有報(bào)道，但是在地下污水處理廠建設(shè)中，較大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)的案例較少，筆者認(rèn)為，主要是受地下污水處理廠的規(guī)劃、總平、景觀、可有效利用空間等條件限制。要在地下污水處理廠實(shí)現(xiàn)可再生能源的有效利用，在實(shí)現(xiàn)污水處理的同時(shí)，有效地降低地下污水處理廠相對(duì)常規(guī)污水處理廠增加的電能消耗和運(yùn)營(yíng)成本，需要行業(yè)設(shè)計(jì)師從多角度去進(jìn)行研究、分析與設(shè)計(jì)。本文結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行的分析僅做拋磚引玉，不妥之處還望指正。

?審核編輯 黃宇