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光伏监控系统在高速光伏上的运用

更新时间:2023-11-08   点击次数:346次

2022年1月,国家能源局等五部门联合印发《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,计划中提到为了早日达到“碳达峰、碳中和"目标,必须加快“光伏+交通"等融合发展项目的推广应用。

而在光伏+交通领域中,“光伏+高速公路"项目既可以有效利用土地和空间资源,还可提供清洁电力,成为大部分地区青睐的模式。受此影响,越来越多的高速公路企业在深化主业的同时,积极探索光伏+模式。

PART.01

山东高速

山东高速集团是山东省基础设施领域重要的省属国有投资公司,近年集团来不断加速拓展新能源领域。

2023年上半年,山东高速集团光伏项目累计开工建设320MW,并网81.5MW。截至目前,能源发展公司高速公路沿线光伏电站项目累计建成突破275MW,并网突破257MW,继续位居国内高速沿线光伏建设容量第一,预计可实现年均发电量3亿度,年节约标准煤9.1万吨,年减碳二氧化碳27.5万吨。

并且,为加快高速公路沿线光伏项目建设,公司召开项目建设专题会,成立光伏项目专班,统筹部署,强化工程调度与项目管理。针对沿线光伏项目工程建设的重点和难点,制定工作方案,逐一突破,为推动项目建设按下“快进键"。下一步,能源发展公司将以“开工600MW、并网150MW"的年度任务为目标,以实际行动助推高速公路沿线光伏规模化推广进程,争做绿色能源发展。

此外,山东高速集团与宁德时代和近日签署协议,双方将围绕重卡换电、绿电制造等新能源领域展开合作。其中宁德时代重卡换电品牌骐骥换电将充分发挥创新技术与运营模式优势,结合山东高速集团的资源优势,携手打造以省内核心高速干线为重点的高速换电网络,共创低碳未来。

PART.02

深高速

根据深高速“十四五"发展战略规划,集团将以清洁能源发电业务为核心,轻重结合,参控并举,打造具有深高速特色的“设备制造+电站开发建设+电站运营及发电销售"的一体化清洁能源。

根据2023上半年财报,深高速与国家电投集团控股子公司共同设立了项目公司,以共同进行新能源领域风电及光伏项目的投资开发,2023年6月29日,新能源公司自主申报的河北平山县60MW光伏项目和70MW光伏项目已分别纳入了保障性项目和储备类项目;此外,深高速通过与国家电投福建公司共同设立的合营公司持有以风电后运维业务为主的南京安维51%股权.

深高速表示,通过前期布局,已具备风场、光伏项目投资运营与后运维服务,以及项目配套融资的一体化业务能力。

PART.03

四川成渝

四川成渝坚持“增量、扩能、提效"原则,推进新能源产业逐步布局。抢抓行业风口,依托公司主业路网优势,通过设施运营、股权投资等方式,着力打造 “充电、电池银行+换电、氢能源"产业集群;与行业头部企业探索新商业合作模式,开拓其他新能源业务,在绿色能源产业链上下游、多环节寻求发展空间,逐步构建产业生态圈。

据了解,四川成渝出资设立的四川蜀道新能源科技发展有限公司,经营范围包括光伏发电设备租赁、光伏设备及元器件销售等。

PART.04

龙江交通

龙江交通第四届董事会2023年第一次临时会议审议通过了《关于龙江交通新能源产业落地方案的议案》和《关于龙江交通黑龙江省高速公路新能源项目的议案》,先行以全资子公司为主体投资建设省内高速公路分布式光伏项目,迈出了公司新能源“产业翼"落地的第一步。龙江交通以子公司龙源投资为主体,投资1.07亿元建设黑龙江省高速公路分布式光伏项目,迈出公司新能源“产业翼"落地的第一步,为公司后续发展奠定基础。

PART.05

福建高速

福建高速副总经理、董秘杨帆表示,公司在聚焦高速公路主责主业的同时,也在积极探索研究高速公路路演经济融合业态。光伏项目也是公司关注的领域之一,截至目前,光伏板块还未形成实际项目,具体以何种方式何种途径介入,尚在研究当中。

PART.06

皖通高速

皖通高速在2022年环境、社会及管治报告中提到,通过加大清洁能源使用,推广光伏等新能源项目建设,推进常用设备“气改电"等,减少温室气体排放。2022年,公司直接能源消耗产生的二氧化碳排放量同比降低398.91吨。

在协助建设光伏项目,助力新能源产业发展上,皖通高速积极配合路网新能源公司在合肥绕城高速南环段建设光伏项目,项目总投资约4000万元,采用“自发自用,余电上网"模式优先供收费站使用,建成后年发电量可达470万度,相当于节约1481吨标准煤,减排二氧化碳4685吨,推动绕城高速用能“绿色化"转变。

合肥绕城高速南环段光伏项目案例:建设“零碳"园区,助力实现碳中和目标公司以合肥管理处改造提升为契机,创新打造金寨路收费站及合肥管理处“零碳"收费管理园区。项目采用光伏+充电桩系统,并配置容量500千瓦/1000千瓦时的储能系统,可以实现收费站管理园区绿色电力100%供应。项目建成后,可以通过智慧能源管理平台对园区内光伏、储能、照明等碳排放数据及整体能源流动进行实时监测、分析和智慧管控,有效降低园区碳排放,助力碳中和目标实现。

PART.07

楚天高速

2023年6月,楚天高速自主投资建设的排湖光伏充电场站在沪渝高速排湖收费站顺利建成。该充电站是楚天高速自主投资建设的第四个高速公路新能源项目,也是全省首座联通“两路"的新能源设施,能够同时满足通行国道和高速公路新能源车辆的充电需求。

项目位于仙桃市胡场镇以西的排湖收费站院内,紧邻G318国道和G50沪渝高速排湖互通,可同时为通行318国道和汉宜高速的新能源车辆提供充电服务。同时,随着该项目的落地,楚天高速已在汉宜高速武汉至潜江段的2对服务区、1个收费站布局建成光伏充电设施,将有效化解通行该路段电动汽车的“里程焦虑",真正实现“充电无忧"。

PART.08

赣粤高速

2022年7月,赣粤高速在投资者平台表示,公司参股公司江西核电有限公司在江西彭泽核电厂址内投资了光伏发电等新能源项目。

PART.09

宁沪高速

为优化产业结构布局,开辟新的利润增长点。2022年4月,宁沪高速公司收购云杉清能公司100%股权,对价为人民币24.57亿元。

云杉清能公司主营光伏、海上风电等清洁能源发电,致力于发展以风力和光伏发电为主的绿色能源投资与运营管理业务,在高速公路服务区、收费站、互通区光伏应用。至“十四五"末,云杉清能计划打造成交通特色明显,“风光储"并举的百亿投资、百万千瓦综合智慧能源专业化投资运营平台。

PART.10

吉林高速

吉林省高速公路集团有限公司(以下简称“吉高集团")大规模推广光伏发电,2022年度发电总量达84.5万千瓦时,碳减排总量高达229.71吨。

同时,依托示范工程搭建“吉林省高速公路能效管控云平台",结合“吉林省高速公路隧道抗冻灭火剂代替电伴热改造工程"的实施,集团2022年节约用电额度288.3万元,碳减排达到1306.89吨。

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构,任何具备权限的用户都可以通过WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态(如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息)。

光伏发电

综合看板

●显示所有光伏电站的数量,装机容量,实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展示月发电量

电站状态

●电站状态展示当前光伏电站发电功率,补贴电价,峰值功率等基本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场环境,并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

逆变器状态

●逆变器基本参数显示。

●日、月、年发电量及发电收益显示。

●通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

●直流侧电压电流查询。

●交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

4.4.1.4电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

逆变器发电统计

●展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

配电图

●实时展示逆变器交、直流侧的数据。

●展示当前逆变器接入组件数量。

●展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●展示逆变器型号及厂商。

逆变器曲线分析

●展示交、直流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

事件记录

●操作日志:用户登录情况查询。

●短信日志:查询短信推送时间、内容、发送结果、回复等。

●平台运行日志:查看仪表、网关离线状况。

●报警信息:将报警分进行分级处理,记录报警内容,发生时间以及确认状态。

运行环境

●视频监控:通过安装在现场的视频摄像头,可以实时监视光伏站运行情况。对于有硬件条件的摄像头,还支持录像回放以及云台控制功能。

系统硬件配置

交流220V并网

交流220V并网的光伏发电系统多用于居民屋顶光伏发电,装机功率在8kW左右。

部分小型光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置,避免往电网输送电能。光伏电站规模较小,而且比较分散,对于光伏电站的管理者来说,通过云平台来管理此类光伏电站非常有必要,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:

交流380V并网

根据国家电网Q/GDW1480-2015《分布式电源接入电网技术规定》,8kW~400kW可380V并网,超出400kW的光伏电站视情况也可以采用多点380V并网,以当地电力部门的审批意见为准。这类分布式光伏多为工商业企业屋顶光伏,自发自用,余电上网。分布式光伏接入配电网前,应明确计量点,计量点设置除应考虑产权分界点外,还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应装设双向电能计量装置,其设备配置和技术要求符合DL/T448的相关规定,以及相关标准、规程要求。电能表采用智能电能表,技术性能应满足国家电网公司关于智能电能表的相关标准。用于结算和考核的分布式电源计量装置,应安装采集设备,接入用电信息采集系统,实现用电信息的远程自动采集。

光伏阵列接入组串式光伏逆变器,或者通过汇流箱接入逆变器,然后接入企业380V电网,实现自发自用,余电上网。在380V并网点前需要安装计量电表用于计量光伏发电量,同时在企业电网和公共电网连接处也需要安装双向计量电表,用于计量企业上网电量,数据均应上传供电部门用电信息采集系统,用于光伏发电补贴和上网电量结算。

部分光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,需要安装单独的电能质量监测装置。部分光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置,避免往电网输送电能,系统图如下。

这种并网模式单体光伏电站规模适中,可通过云平台采用光伏发电数据和储能系统运行数据,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:

10kV或35kV并网

根据《国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项通知》(国发新能〔2019〕49号),对于需要国家补贴的新建工商业分布式光伏发电项目,需要满足单点并网装机容量小于6兆瓦且为非户用的要求,支持在符合电网运行安全技术要求的前提下,通过内部多点接入配电系统。

此类分布式光伏装机容量一般比较大,需要通过升压变压器升压后接入电网。由于装机容量较大,可能对公共电网造成比较大的干扰,因此供电部门对于此规模的分布式光伏电站稳控系统、电能质量以及和调度的通信要求都比较高。

光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,需要安装单独的电能质量监测装置。

上图为一个1MW分布式光伏电站的示意图,光伏阵列接入光伏汇流箱,经过直流柜汇流后接入集中式逆变器(直流柜根据情况可不设置),最后经过升压变压器升压至10kV或35kV后并入中压电网。由于光伏电站装机容量比较大,涉及到的保护和测控设备比较多,主要如下表: