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    行業(yè)資訊 news

    電站改造巨量市場!早期電站、問題電站、商用電項(xiàng)目、金太陽、新技術(shù)項(xiàng)目

    電站改造巨量市場!早期電站、問題電站、商用電項(xiàng)目、金太陽、新技術(shù)項(xiàng)目

    原創(chuàng): 布魯斯·固 固德威光伏社區(qū) 1周前前言

    9月6日,發(fā)改委能源研究所數(shù)據(jù):整個7月,光伏新增裝機(jī)7.02GW,2018年1月~7月,新增裝機(jī)共31.35GW,2018年,光伏新增裝機(jī)存在增至40GW的可能;

    截至2017年,中國光伏新增裝機(jī)130.25GW;

    2013年,常規(guī)多晶電池平均效率18.3%,如今以每年絕對效率平均提升0.3%的速度正在向21%邁進(jìn)。


    巨大的存量市場,和飛速迭代的系統(tǒng)效率、系統(tǒng)成本之間,碰撞出了矚目的火花——技術(shù)改造。特別是光伏新政之后,存量電站的隱性價值增加,更是讓人不得不關(guān)注這個可能的增長動力。


    應(yīng)開發(fā)、安裝客戶朋友要求,小固本期將針對存量電站技改中的項(xiàng)目類型、技改方向、項(xiàng)目評估、成本收益分析及具體的實(shí)施步驟進(jìn)行完整介紹,相信一定對您有用,歡迎探討。


    一、存量電站關(guān)注要點(diǎn)

    • 存量電站越來越多 & 新建電站指標(biāo)和補(bǔ)貼越來越少 

    • 存量電站問題: 設(shè)計(jì)安裝不規(guī)范、設(shè)備效率變低或已不能工作 

    • 早期的電站電價 :金太陽項(xiàng)目、早期享受國家補(bǔ)貼、工商業(yè)電價 

    • 投資者關(guān)系(對電站有迫切的技改需求—業(yè)主方的要求、運(yùn)維部門對發(fā)電量的考核) 

    • 新技術(shù)的應(yīng)用(高效組件、大功率組串式逆變器、跟蹤支架等) 

    • 單瓦成本的降低促進(jìn)了電站的技改實(shí)施

    二、光伏電站技改方向

    1、效益型技改

    電站增容改造

    組件自清潔改造(智能清洗設(shè)備/SSG納米涂層技術(shù))

    老舊設(shè)備更換 (組件、逆變器更換)

    PID效應(yīng)抑制裝置改造等

    2、生產(chǎn)類技改

    政策性技改

    • AVC系統(tǒng)升級改造

    • 無功補(bǔ)償改造

    • 監(jiān)控系統(tǒng)升級技改


    安全性技改

    • 電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)技改(增加涉網(wǎng)設(shè)備防火墻)

    • 屋頂銹蝕橋架、電纜槽盒改造

    • 防雷接地、安全標(biāo)識、不規(guī)范爬梯改造等

    三、光伏電站技改目的

    • 提高設(shè)備效率,提高發(fā)電量

    • 提高設(shè)備安全,優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境

    • 提高設(shè)備故障快速處理能力

    • 降低運(yùn)維成本

    四、光伏電站技改工作

    1. 技術(shù)改造準(zhǔn)備工作(技改申請、方案制定、經(jīng)濟(jì)性評估等)

    2. 技改方案論證

    3. 技改協(xié)議、技改合同簽署

    4. 技改實(shí)施

    5. 設(shè)計(jì)施工管理、技改文件管理

    6. 技改評價等

    五、光伏電站具體實(shí)施

    效益型技改

    效益型技改是為提高電站的發(fā)電能力、發(fā)電效率,改善或提高電站的經(jīng)濟(jì)效益而進(jìn)行的設(shè)備更新、改造和升級 。

    1、電站增容

    很多設(shè)計(jì)院給出的設(shè)計(jì)按照1:1的容配比進(jìn)行設(shè)計(jì),實(shí)際上從系統(tǒng)平均化度電成本( LCOE)和內(nèi)部收益率(IRR)來看,系統(tǒng)最優(yōu)的容配比要大于1:1。


    存量電站還考慮到系統(tǒng)損耗(組件衰減、安裝方式、線損、組件遮擋和一致性問題),通過補(bǔ)償超配和主動超配的方式使電站增容。

    ①補(bǔ)償超配—調(diào)整容配比,使逆變器在光照最好的時候能達(dá)到滿載輸出。

    ②主動超配—在補(bǔ)償超配使得逆變器部分時間段達(dá)到滿載工作后,繼續(xù)增加光伏組件容量,通過主動延長逆變器滿載工作時間,在增加的組件投入成本和系統(tǒng)發(fā)電收益之間尋找平衡點(diǎn),實(shí)現(xiàn)LCOE最小,這就是光伏系統(tǒng)主動超配方案設(shè)計(jì)思路。

    部分電站實(shí)際安裝容量小于申報(bào)容量,

    繼續(xù)利用閑置屋頂或閑置空地安裝光伏。


    2、組件自清潔改造

    SSG納米涂層改造


    七大優(yōu)點(diǎn):

    ① 提升組件轉(zhuǎn)換效率 

    ② 超強(qiáng)親水性帶走灰塵 

    ③ 抗靜電能力 

    ④ 分解有機(jī)物(鳥糞等) 

    ⑤ 無毒無害無污染

    ⑥ 可現(xiàn)場噴涂 

    ⑦ 延緩組件背板EVA老化,延長組件壽命


    SSG材料是一種功能性水基溶液,主要組分為無機(jī)氧化物和二氧化鈦。在玻璃表面噴涂SSG,可不經(jīng)過熱處理快速形成無機(jī)納米結(jié)構(gòu)的膜層。該膜層不但能增加玻璃的透光率,提高組件的發(fā)電效率,還能使光伏組件玻璃表面擁有超親水能力和自清潔能力,消除灰塵和有機(jī)污漬對組件的影響,將有助于提升光伏組件的發(fā)電量。在瞬時和長期增發(fā)機(jī)制的共同影響下,發(fā)電量提升幅度3-5%。其中,組件轉(zhuǎn)換效率提高能為組件貢獻(xiàn)1-2%的增發(fā)比例,自清潔能力能夠?yàn)榻M件貢獻(xiàn)2-3%的增發(fā)比例。


    目前SSG技術(shù)已應(yīng)用多個光伏電站,例如國華巴彥淖爾10MW光伏電站SSG防塵技改、協(xié)鑫陜西橫山晶合50MW光伏項(xiàng)目SSG技改、上海大唐保稅區(qū)5MW分布式電站SSG技改、汝州協(xié)鑫單體100MW項(xiàng)目SSG技改等多個項(xiàng)目。

    智能清洗機(jī)器人


    陜西榆林國電投地面電站


    上海晶澳太陽能屋頂電站


    蘇州春興新能源屋頂電站


    改造前后發(fā)電數(shù)據(jù)對比


    摘自安軒科技智能運(yùn)維機(jī)器人數(shù)據(jù)對比


    3、老舊設(shè)備更換

    光伏電站設(shè)備或部件存在效率低甚至無法正常工作(如組件嚴(yán)重衰減、熱斑、隱裂等),設(shè)備過保運(yùn)維費(fèi)用高、原設(shè)備或部件不再生產(chǎn)、設(shè)計(jì)變更等各種原因?qū)е虏荒馨凑针娬驹O(shè)備型號進(jìn)行采購,電站需要使用其他品牌或其他型號的設(shè)備進(jìn)行更換,以滿足設(shè)備或系統(tǒng)正常運(yùn)行。    


    常見的替換場景為:

    ① 失效組件替換為常規(guī)組件甚至是高效組件;

    ②  小功率組件替換為大功率組件 (譬如250Wp替換成285Wp);

    ③  集中式逆變器替換為組串式逆變器;

    ④  舊的組串式逆變器替換為最新的組串式逆變器等;


    4、PID抑制改造

    PID效應(yīng)(Potential Induced Degradation)指組件長期在高電壓工作,在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流,大量電荷聚集在電池片表面,使得電池片表面的鈍化效果惡化,導(dǎo)致填充因子、短路電流、開路電壓降低,使組件性能低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。


    對PID抑制改造項(xiàng)目,可在固德威逆變器內(nèi)部加裝一塊防PID的模塊,該P(yáng)ID模塊在逆變器正常工作時,該P(yáng)ID模塊設(shè)置為不工作以降低整個系統(tǒng)的損耗,當(dāng)檢測到光伏面板電壓低于設(shè)定值(低于逆變器啟動電壓),PID模塊才開始工作,此時逆變器已停止工作;PID模塊從AC側(cè)取電,使PV-對PE有一個正向的電壓,將PV電池片中的雜質(zhì)電子流回玻璃面板,從而恢復(fù)到出廠時的功率。


    生產(chǎn)型技改

    根據(jù)國家、行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求、或根據(jù)集團(tuán)公司、電網(wǎng)調(diào)度的相關(guān)要求,對電站設(shè)備進(jìn)行更新、改造和升級。


    1、涉網(wǎng)設(shè)備改造

    • 滿足國家發(fā)改委【2014】14號令《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》要求。

    • 滿足《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》要求。

    • 滿足調(diào)度自動化冗余性要求。

    • 提高調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)可靠性與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備安全防護(hù)性能。


    • 新增一套電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng),冗余通道

    • 非實(shí)時防火墻縱向加密(縱向全加密)

    • 對交換機(jī)配置登錄權(quán)限和管理地址

    • 關(guān)閉路由器、交換機(jī)未使用端口 

    • 調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)柜新接入冗余電源 

    • 安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證 的基本原則


    2、監(jiān)控系統(tǒng)改造

    • 多家逆變器品牌兼容到統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng);

    • 多種監(jiān)控方式兼容到統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng);

    • 視頻安防、匯流箱、箱變、環(huán)境檢測儀等數(shù)據(jù)兼容到統(tǒng)一的監(jiān)控系統(tǒng);

    • 監(jiān)控集成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析、故障告警、工單派送、報(bào)表下載、運(yùn)維建議等多項(xiàng)功能。


    六、案例分享

    項(xiàng)目名稱:江陰市3.12MWp光伏項(xiàng)目工程

    建設(shè)單位XXXX有限公司

    上網(wǎng)模式:本系統(tǒng)為10KV并網(wǎng)系統(tǒng),所發(fā)電量由用戶優(yōu)先使用(電價打八折),不足部分由電網(wǎng)供應(yīng),在用戶低負(fù)荷時段,多余電量可賣給電網(wǎng)。

    電價:綜合電價約1.0~1.1元/度電(度電補(bǔ)貼為0.42元/度,工業(yè)電價為0.80元/度,脫硫煤電價為0.39元/度)

    并網(wǎng)時間:2014年12月。


    2016年電站發(fā)電數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

    改造原因

    1. 發(fā)電量低(有陰影遮擋,集中式受陰影遮擋較為嚴(yán)重);

    2. 運(yùn)維公司可以對組件進(jìn)行維護(hù),但是逆變器廠家已不生產(chǎn)該型號逆變器,運(yùn)維難度大;

    3. 負(fù)責(zé)項(xiàng)目的運(yùn)維部門對發(fā)電量有考核指標(biāo);

    4. 電站改造是目前利用人員、提升收益的有效途徑;

    5. 現(xiàn)階段新建電站的收益下降,風(fēng)險較大,電站技改更為保險。


    改造內(nèi)容

    前期對1MWp,兩臺集中式逆變器進(jìn)行改造。

    把集中式逆變器替換成組串式逆變器。


    現(xiàn)場勘查

    屋頂


    組件


    太陽能組件采用愛康生產(chǎn)的多晶硅250W組件,組件都是20塊一串;換成組串式逆變器,無需改變組串?dāng)?shù)量,減少了施工難度。


    直流匯流箱


    • 組串至匯流箱的線纜采用PV 1-F 1*4mm2光伏專用電纜,沿支架橫梁敷設(shè),無橫梁的地方穿鍍鋅鋼管或PVC-U管或在橋架內(nèi)敷設(shè)。 


    • 在女兒墻較低的地方直流匯流箱單獨(dú)做支撐架,如圖1;在女兒墻高度合適的地方匯流箱壁掛在女兒墻上,如圖3.


    橋架


    • 14臺直流匯流箱(其中16進(jìn)1出 10臺,10進(jìn)1出 4臺 )通過一根電纜橋架引下來,接入大概80米左右逆變器房里的直流配電柜。 


    • 在電纜橋架上敷設(shè)的電纜在進(jìn)入和引出橋架時,需穿鍍鋅鋼管或PVC-U管,金屬蛇皮管,撓性金屬套管或配線槽等保護(hù),在電纜溝埋設(shè)深度不低于0.8m。


    直流配電柜


    集中式逆變器


    變壓器


    技改難點(diǎn)

    ①集中式逆變器的輸出電壓是270V,市面上三相組串式逆變器逆變器電壓為380V/480V/540V等;

    ② 集中式逆變器是放在地面,組串式逆變器考慮直流損耗的關(guān)系放置在屋頂;

    ③ 原有項(xiàng)目要拆除的部分。


    技改方案

    方案一:更換集中式逆變器的同時更換變壓器,增加了變壓器的成本;

    方案二:通過軟件把組串式逆變器的輸出電壓調(diào)成270V,但是逆變器會降載輸出,數(shù)量會增加。

    逆變器數(shù)量對比


    方案經(jīng)濟(jì)性對比

    方案一(380V方案)要更換變壓器,施工難度大,原有的變壓器也沒有地方存放。故選擇方案二(270V方案),從經(jīng)濟(jì)性角度也有優(yōu)勢,預(yù)測系統(tǒng)效率從64%提升至70%,提升6個百分點(diǎn)。全年發(fā)電量提升8萬度電。全年收益提升約為8.5萬元。(注:電站發(fā)電效率提升越大,技改效果越明顯。)

    改造方案詳情


    總結(jié)

    下半年來看,電站技改將成為一個熱點(diǎn)項(xiàng)目,近鑒于大部分技改電站項(xiàng)目情況復(fù)雜,本文中雖提供了多種方案建議,恐怕還是有不夠完善的地方,歡迎探討。