破解光伏“整縣推進(jìn)”難題，昆明這么干！
2022-11-03 12:08 來源：中國能源報(bào) 瀏覽：
昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目是華為智能光伏在智能縣域解決方案中的一個(gè)優(yōu)秀樣本。
“烤太陽”——在地道的昆明話里，并沒有“曬太陽”的說法，昆明人說“烤太陽”，就如同北方人說“烤火”一般，足見昆明光照資源的強(qiáng)度。
昆明市全年日照平均小時(shí)數(shù)2100-2300小時(shí)，可利用小時(shí)數(shù)約1300小時(shí)，多年平均太陽總輻射量5500-6000兆焦/平方米。優(yōu)質(zhì)的輻照資源成為昆明開發(fā)光伏發(fā)電得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。
作為綠色轉(zhuǎn)型的重要抓手，光伏發(fā)電正在成為各地謀求高質(zhì)量發(fā)展的重要選擇。黨的二十大報(bào)告指出，加快發(fā)展方式綠色轉(zhuǎn)型。推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
去年6月20日，國家能源局下發(fā)《關(guān)于報(bào)送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，擬在全國組織開展整縣（市、 區(qū)）推進(jìn)屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)工作。一年多時(shí)間以來，昆明的整縣屋頂分布式光伏開發(fā)推進(jìn)如何？試點(diǎn)過程中發(fā)現(xiàn)了哪些行業(yè)共性問題和挑戰(zhàn)？又有哪些針對性的解決方案呢？帶著這些疑問，記者來到昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目尋找答案。
相關(guān)測算數(shù)據(jù)顯示，截至2025年，我國分布式光伏技術(shù)可開發(fā)潛力為14.9億千瓦，其中農(nóng)村、城鎮(zhèn)住房屋頂光伏和工礦廠房光伏，合計(jì)13.3億千瓦，占到技術(shù)可開發(fā)總潛力的89%。
巨大潛力的背后，如何實(shí)現(xiàn)“宜建盡建”正是開發(fā)和建設(shè)過程中面臨的挑戰(zhàn)。根據(jù)國家相關(guān)政策要求，在整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)的過程中，黨政機(jī)關(guān)建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%；學(xué)校、醫(yī)院、村委會等公共建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%；工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于 30%；農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。
事實(shí)上，在很多地區(qū)，要達(dá)到這樣的安裝比例，在工程條件上并非易事。華為智能光伏業(yè)務(wù)常務(wù)副總裁童永智表示，一方面，當(dāng)前很多適宜裝光伏的屋頂已經(jīng)被開發(fā)完畢，良好屋頂資源稀缺。另一方面，在行政中心、公共建筑以及工商業(yè)屋頂，臨近的建筑物、空調(diào)外機(jī)、廣告牌、通信基站等都會在屋頂造成陰影遮擋。在傳統(tǒng)的解決方案中，只要部分組件受到陰影遮擋，整個(gè)組串的發(fā)電量都會受影響。為此，傳統(tǒng)方案大多不支持多朝向安裝，在初期設(shè)計(jì)時(shí)便會盡量避開陰影區(qū)域，所以屋頂面積無法充分利用。
但在昆明市行政中心的屋頂上，記者看到，這里的光伏組件卻實(shí)現(xiàn)了多朝向排布。“看到那個(gè)黑色的小方塊了嗎？就是這個(gè)小小的優(yōu)化器，讓屋頂面積得到了最充分的利用。”據(jù)悉，昆明市行政中心12棟建筑物屋頂總面積約為6630平方米，電站裝機(jī)容量達(dá)到1460千瓦。電站現(xiàn)場的工作人員告訴記者，組件背后安裝的優(yōu)化器正是華為智能組件控制器，優(yōu)化器可以使每塊組件集成獨(dú)立的發(fā)電單元，組件之間發(fā)電互不影響，充分利用屋頂面積。工作人員介紹，通過優(yōu)化，在行政中心、公共建筑物和工商業(yè)屋頂，組件安裝面積平均可以提升30%以上。
不僅是優(yōu)化安裝比例，現(xiàn)場工作人員表示，優(yōu)化器的另一重要職責(zé)是提升系統(tǒng)的安全性能。對于分布式光伏電站的安全問題，童永智表示，直流拉弧引起的火災(zāi)首當(dāng)其沖。直流拉弧是電流擊穿空氣后產(chǎn)生的持續(xù)放電效應(yīng)，通常光伏組件焊點(diǎn)接觸不良、絕緣線纜破損、組件接松脫等都容易引起直流拉弧，是造成屋頂電站火災(zāi)的主要隱患。“尤其對于分布式光伏系統(tǒng)，因設(shè)備安裝于建筑物表面，離人群較近，一旦引發(fā)火災(zāi)，將會帶來巨大損失。”
如何最大限度地降低安全隱患呢？童永智指出，其核心在于智能化的故障監(jiān)測和直流電壓的快速關(guān)斷。“電弧噪音微弱，很難被偵測，常常導(dǎo)致漏報(bào)。而且逆變器側(cè)、負(fù)載側(cè)、電網(wǎng)側(cè)干擾信號多，與正常電流信號頻譜疊加，也容易導(dǎo)致誤報(bào)。所以，在故障監(jiān)測的過程中，華為推出了AI加持智能電弧檢測方案，可同時(shí)對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、迭代，能夠有效區(qū)分噪聲和電弧特征，達(dá)到100%避免誤報(bào)、漏報(bào)。”在精準(zhǔn)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，童永智表示，電壓的快速關(guān)斷則是“消防剛需”。“在國外的很多案例中，我們看到屋頂光伏電站一旦失火，解決方案往往就是等待光伏板燒毀、燒光。為了避免這一問題，華為優(yōu)化器加載了組件級快速關(guān)斷功能。在安裝中將優(yōu)化器連接至每塊組件，可控制每塊組件輸出端，當(dāng)出現(xiàn)緊急狀況時(shí)可自動(dòng)啟動(dòng)快速關(guān)斷功能。”
為保障電站安全，昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目就已全面采取上述解決方案。據(jù)記者了解，在湖北、內(nèi)蒙古等地，中國石油、中國石化旗下加油站建設(shè)的屋頂光伏電站均將電壓快速關(guān)斷方案作為安全首選。
此外，童永智表示，與大型地面電站不同，屋頂分布式電站具有數(shù)量多、容量小、復(fù)雜程度高等特點(diǎn)。各種類型的電站集中在一起，如果沒有統(tǒng)一的電站管理平臺就無法做到整體可視、電站資產(chǎn)運(yùn)營以及后期運(yùn)維困難。
在昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目的控制室內(nèi)，通過現(xiàn)場大屏，記者看到電站的實(shí)時(shí)功率、實(shí)時(shí)告警、社會貢獻(xiàn)以及運(yùn)維統(tǒng)計(jì)等指標(biāo)一目了然。“傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理，只能實(shí)現(xiàn)設(shè)備級資產(chǎn)可視，對于大量分散的組件、儲能的運(yùn)行情況、故障情況、物理位置不可知、不可管。現(xiàn)在，采用智能組件控制器、電池模組優(yōu)化器，就可以實(shí)現(xiàn)組件級、電池包級的資產(chǎn)可視。”
據(jù)記者了解，在基礎(chǔ)功能上，昆明市還對大屏進(jìn)行了自定義，通過大屏集中呈現(xiàn)行政中心所有行政樓電站的地理位置信息、運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)維情況、社會貢獻(xiàn)等?？蓪?shí)現(xiàn)整體經(jīng)營、降碳成果可視，有利于輔助完成未來云南省分布式光伏建設(shè)綜合規(guī)劃。
昆明市行政中心分布式光伏示范項(xiàng)目是華為智能光伏在智能縣域解決方案中的一個(gè)優(yōu)秀樣本。目前，華為智能光伏已經(jīng)面向全國發(fā)布行業(yè)首份《低碳智能縣域解決方案白皮書》，涵蓋全國優(yōu)秀案例，助力分布式光伏快速推進(jìn)，著力解決建設(shè)過程中的問題和挑戰(zhàn)，打造“光伏+機(jī)關(guān)”、“光伏+校園”、“光伏+鄉(xiāng)村振興”等多場景解決方案，讓綠色電力惠及千行百業(yè)、千家萬戶。
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