破解光伏“整縣推進(jìn)”難題，昆明這么干！
2022-11-03 12:08 來(lái)源：中國能源報 瀏覽：
昆明市行政中心分布式光伏示范項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(yáng)”——在地道的昆明話(huà)里，并沒(méi)有“曬太陽(yáng)”的說(shuō)法，昆明人說(shuō)“烤太陽(yáng)”，就如同北方人說(shuō)“烤火”一般，足見(jiàn)昆明光照資源的強度。
昆明市全年日照平均小時(shí)數2100-2300小時(shí)，可利用小時(shí)數約1300小時(shí)，多年平均太陽(yáng)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(kāi)發(fā)光伏發(fā)電得天獨厚的優(yōu)勢。
作為綠色轉型的重要抓手，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。黨的二十大報告指出，加快發(fā)展方式綠色轉型。推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展綠色化、低碳化是實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節。
去年6月20日，國家能源局下發(fā)《關(guān)于報送整縣（市、區）屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，擬在全國組織開(kāi)展整縣（市、 區）推進(jìn)屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)工作。一年多時(shí)間以來(lái)，昆明的整縣屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)推進(jìn)如何？試點(diǎn)過(guò)程中發(fā)現了哪些行業(yè)共性問(wèn)題和挑戰？又有哪些針對性的解決方案呢？帶著(zhù)這些疑問(wèn)，記者來(lái)到昆明市行政中心分布式光伏示范項目尋找答案。
相關(guān)測算數據顯示，截至2025年，我國分布式光伏技術(shù)可開(kāi)發(fā)潛力為14.9億千瓦，其中農村、城鎮住房屋頂光伏和工礦廠(chǎng)房光伏，合計13.3億千瓦，占到技術(shù)可開(kāi)發(fā)總潛力的89%。
巨大潛力的背后，如何實(shí)現“宜建盡建”正是開(kāi)發(fā)和建設過(guò)程中面臨的挑戰。根據國家相關(guān)政策要求，在整縣屋頂分布式光伏開(kāi)發(fā)試點(diǎn)的過(guò)程中，黨政機關(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、醫院、村委會(huì )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(chǎng)房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于 30%；農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，要達到這樣的安裝比例，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，當前很多適宜裝光伏的屋頂已經(jīng)被開(kāi)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、空調外機、廣告牌、通信基站等都會(huì )在屋頂造成陰影遮擋。在傳統的解決方案中，只要部分組件受到陰影遮擋，整個(gè)組串的發(fā)電量都會(huì )受影響。為此，傳統方案大多不支持多朝向安裝，在初期設計時(shí)便會(huì )盡量避開(kāi)陰影區域，所以屋頂面積無(wú)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，電站裝機容量達到1460千瓦。電站現場(chǎng)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(guò)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，現場(chǎng)工作人員表示，優(yōu)化器的另一重要職責是提升系統的安全性能。對于分布式光伏電站的安全問(wèn)題，童永智表示，直流拉弧引起的火災首當其沖。直流拉弧是電流擊穿空氣后產(chǎn)生的持續放電效應，通常光伏組件焊點(diǎn)接觸不良、絕緣線(xiàn)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的主要隱患。“尤其對于分布式光伏系統，因設備安裝于建筑物表面，離人群較近，一旦引發(fā)火災，將會(huì )帶來(lái)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，常常導致漏報。而且逆變器側、負載側、電網(wǎng)側干擾信號多，與正常電流信號頻譜疊加，也容易導致誤報。所以，在故障監測的過(guò)程中，華為推出了AI加持智能電弧檢測方案，可同時(shí)對海量數據進(jìn)行計算、迭代，能夠有效區分噪聲和電弧特征，達到100%避免誤報、漏報。”在精準監測的基礎上，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(wèn)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，當出現緊急狀況時(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目就已全面采取上述解決方案。據記者了解，在湖北、內蒙古等地，中國石油、中國石化旗下加油站建設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量多、容量小、復雜程度高等特點(diǎn)。各種類(lèi)型的電站集中在一起，如果沒(méi)有統一的電站管理平臺就無(wú)法做到整體可視、電站資產(chǎn)運營(yíng)以及后期運維困難。
在昆明市行政中心分布式光伏示范項目的控制室內，通過(guò)現場(chǎng)大屏，記者看到電站的實(shí)時(shí)功率、實(shí)時(shí)告警、社會(huì )貢獻以及運維統計等指標一目了然。“傳統的資產(chǎn)管理，只能實(shí)現設備級資產(chǎn)可視，對于大量分散的組件、儲能的運行情況、故障情況、物理位置不可知、不可管?，F在，采用智能組件控制器、電池模組優(yōu)化器，就可以實(shí)現組件級、電池包級的資產(chǎn)可視。”
據記者了解，在基礎功能上，昆明市還對大屏進(jìn)行了自定義，通過(guò)大屏集中呈現行政中心所有行政樓電站的地理位置信息、運行狀態(tài)、運維情況、社會(huì )貢獻等?？蓪?shí)現整體經(jīng)營(yíng)、降碳成果可視，有利于輔助完成未來(lái)云南省分布式光伏建設綜合規劃。
昆明市行政中心分布式光伏示范項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(shū)》，涵蓋全國優(yōu)秀案例，助力分布式光伏快速推進(jìn)，著(zhù)力解決建設過(guò)程中的問(wèn)題和挑戰，打造“光伏+機關(guān)”、“光伏+校園”、“光伏+鄉村振興”等多場(chǎng)景解決方案，讓綠色電力惠及千行百業(yè)、千家萬(wàn)戶(hù)。
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