"光伏+高速公路"綠色能源與交通融合解決方案

1.背景

“光伏+高速公路”模式作為一種新興的綠色能源應(yīng)用方式，已經(jīng)在全國范圍內(nèi)得到了政策的大力支持和積極的推廣應(yīng)用。2022年1月，國家能源局聯(lián)合其他四個部門發(fā)布了《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2021-2025年）》，該計劃明確提出了加快“光伏+交通”等融合發(fā)展項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，推動交通領(lǐng)域光伏電站及充電樁示范建設(shè)。此外，地方政府如山東省也出臺了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，例如《高速公路邊坡光伏發(fā)電工程技術(shù)規(guī)范》[DB37/T 4516-2022]，為該模式的工程建設(shè)提供了標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)。

2.高速公路分布式光伏發(fā)電分析

2.1.式光伏發(fā)電原理

分布式并網(wǎng)光伏系統(tǒng)是利用光伏組件將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式，并且能一定程度保證發(fā)電的穩(wěn)定性、可靠性及供給配電網(wǎng)電能質(zhì)量，是一種新型的、環(huán)保型且具有長遠(yuǎn)發(fā)展前景的發(fā)電系統(tǒng)。

該系統(tǒng)在高速公路服務(wù)區(qū)在場地或附近建設(shè)運(yùn)行，以用戶側(cè)自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。它能夠就近逐步解決用電問題，通過并網(wǎng)送去實(shí)現(xiàn)供電差額的補(bǔ)償與外送。光伏電源處于用戶側(cè)，可以有效減少對電網(wǎng)供電的依賴，減少線路損耗。通過借助建筑物表面，將光伏蓄電池作為建筑材料，從而有效地增加光伏電站的占地面積。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模較小，可以根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行建設(shè)，建設(shè)區(qū)域選擇性較大，在未來能源綜合利用發(fā)展中有很大的發(fā)展空間。

2.2應(yīng)用場景

這種模式主要涉及在高速公路的沿線區(qū)域，包括邊坡、加油站、服務(wù)區(qū)、隧道隔離帶、停車場的遮陽棚、互通立交以及匝道等閑置土地上安裝太陽能光伏組件。

通過這種方式，不僅可以實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和儲能，還能為高速公路的日常運(yùn)營以及新能源汽車提供穩(wěn)定的能源支持。通常，這些光伏系統(tǒng)的并網(wǎng)模式遵循“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的原則，即優(yōu)先滿足自身的用電需求，然后將多余的電力輸送回電網(wǎng)。

3.安科瑞光伏發(fā)電綜合監(jiān)測解決方案

3.1概述

利用防孤島保護(hù)裝置采集并網(wǎng)電壓、頻率及電網(wǎng)進(jìn)線電流等信號，當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時，快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離。同時配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，對電壓諧波、電壓波動與閃變、頻率偏差、電壓不平衡度、電壓暫降/暫升/短時中斷等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。通過這些設(shè)備在光伏并網(wǎng)柜中的使用，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供保障。

3.2拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.3平臺功能界面

（1）綜合看板：顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時發(fā)電功率。累計日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

（2）配電圖：以配電圖的形式直觀顯示光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)， 實(shí)時監(jiān)測各逆變器的電壓、電流、輸出功率等電參量。

（3）電站狀態(tài)：展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價，峰值功率等基本參數(shù)。統(tǒng)計當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

（4） 電站發(fā)電統(tǒng)計：展示所選電站的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表。

（5）逆變器狀態(tài)監(jiān)測：日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。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。

4.主要硬件介紹

（1）防孤島裝置

AM5SE-IS防孤島保護(hù)裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生孤島現(xiàn)象時，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側(cè)快速脫離，保證整個電站和相關(guān)維護(hù)人員的生命安全。

（2）電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置

APView500電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統(tǒng)，遵照 IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規(guī)定的各電能質(zhì)量指標(biāo)的測量方法 進(jìn)行測量。集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監(jiān)測、電壓不平衡度監(jiān)測、 事件記錄、測量控制等功能為一體。

5.結(jié)束語

“光伏+高速公路模式”的優(yōu)勢在于不新增建設(shè)用地，還能有效利用高速公路用地范圍內(nèi)的閑置土地資源；施工便捷，光伏設(shè)施沿公路沿線布設(shè)，材料運(yùn)輸和建設(shè)施工均能夠得到有效保障；管理成本相對較低，光伏設(shè)施運(yùn)維管理可以和高速公路的日常運(yùn)營管理一并統(tǒng)籌；發(fā)電能供高速公路運(yùn)營所需，可及時就地消納，如隧道用電、充電樁等；

光伏+高速公路”模式的推廣對于減少交通運(yùn)輸碳排放、推動綠色交通發(fā)展仍具有重要意義，隨著技術(shù)進(jìn)步和政策推動，政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)等多方的共同努力，通過技術(shù)創(chuàng)新、政策引導(dǎo)、市場機(jī)制優(yōu)化等手段，推動“光伏+高速公路”模式的健康發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出積極貢獻(xiàn)。

審核編輯 黃宇