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    電站改造巨量市場!早期電站、問題電站、商用電項目、金太陽、新技術項目

    電站改造巨量市場!早期電站、問題電站、商用電項目、金太陽、新技術項目

    原創: 布魯斯·固 固德威光伏社區 1周前前言

    9月6日,發改委能源研究所數據:整個7月,光伏新增裝機7.02GW,2018年1月~7月,新增裝機共31.35GW,2018年,光伏新增裝機存在增至40GW的可能;

    截至2017年,中國光伏新增裝機130.25GW;

    2013年,常規多晶電池平均效率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。


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


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


    一、存量電站關注要點

    • 存量電站越來越多 & 新建電站指標和補貼越來越少 

    • 存量電站問題: 設計安裝不規范、設備效率變低或已不能工作 

    • 早期的電站電價 :金太陽項目、早期享受國家補貼、工商業電價 

    • 投資者關系(對電站有迫切的技改需求—業主方的要求、運維部門對發電量的考核) 

    • 新技術的應用(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了電站的技改實施

    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(智能清洗設備/SSG納米涂層技術)

    老舊設備更換 (組件、逆變器更換)

    PID效應抑制裝置改造等

    2、生產類技改

    政策性技改

    • AVC系統升級改造

    • 無功補償改造

    • 監控系統升級技改


    安全性技改

    • 電力監控系統安全防護技改(增加涉網設備防火墻)

    • 屋頂銹蝕橋架、電纜槽盒改造

    • 防雷接地、安全標識、不規范爬梯改造等

    三、光伏電站技改目的

    • 提高設備效率,提高發電量

    • 提高設備安全,優化生產環境

    • 提高設備故障快速處理能力

    • 降低運維成本

    四、光伏電站技改工作

    1. 技術改造準備工作(技改申請、方案制定、經濟性評估等)

    2. 技改方案論證

    3. 技改協議、技改合同簽署

    4. 技改實施

    5. 設計施工管理、技改文件管理

    6. 技改評價等

    五、光伏電站具體實施

    效益型技改

    效益型技改是為提高電站的發電能力、發電效率,改善或提高電站的經濟效益而進行的設備更新、改造和升級 。

    1、電站增容

    很多設計院給出的設計按照1:1的容配比進行設計,實際上從系統平均化度電成本( LCOE)和內部收益率(IRR)來看,系統最優的容配比要大于1:1。


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

    ①補償超配—調整容配比,使逆變器在光照最好的時候能達到滿載輸出。

    ②主動超配—在補償超配使得逆變器部分時間段達到滿載工作后,繼續增加光伏組件容量,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發電收益之間尋找平衡點,實現LCOE最小,這就是光伏系統主動超配方案設計思路。

    部分電站實際安裝容量小于申報容量,

    繼續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


    七大優點:

    ① 提升組件轉換效率 

    ② 超強親水性帶走灰塵 

    ③ 抗靜電能力 

    ④ 分解有機物(鳥糞等) 

    ⑤ 無毒無害無污染

    ⑥ 可現場噴涂 

    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,主要組分為無機氧化物和二氧化鈦。在玻璃表面噴涂SSG,可不經過熱處理快速形成無機納米結構的膜層。該膜層不但能增加玻璃的透光率,提高組件的發電效率,還能使光伏組件玻璃表面擁有超親水能力和自清潔能力,消除灰塵和有機污漬對組件的影響,將有助于提升光伏組件的發電量。在瞬時和長期增發機制的共同影響下,發電量提升幅度3-5%。其中,組件轉換效率提高能為組件貢獻1-2%的增發比例,自清潔能力能夠為組件貢獻2-3%的增發比例。


    目前SSG技術已應用多個光伏電站,例如國華巴彥淖爾10MW光伏電站SSG防塵技改、協鑫陜西橫山晶合50MW光伏項目SSG技改、上海大唐保稅區5MW分布式電站SSG技改、汝州協鑫單體100MW項目SSG技改等多個項目。

    智能清洗機器人


    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


    改造前后發電數據對比


    摘自安軒科技智能運維機器人數據對比


    3、老舊設備更換

    光伏電站設備或部件存在效率低甚至無法正常工作(如組件嚴重衰減、熱斑、隱裂等),設備過保運維費用高、原設備或部件不再生產、設計變更等各種原因導致不能按照電站原設備型號進行采購,電站需要使用其他品牌或其他型號的設備進行更換,以滿足設備或系統正常運行。    


    常見的替換場景為:

    ① 失效組件替換為常規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(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,導致填充因子、短路電流、開路電壓降低,使組件性能低于設計標準。


    對PID抑制改造項目,可在固德威逆變器內部加裝一塊防PID的模塊,該PID模塊在逆變器正常工作時,該PID模塊設置為不工作以降低整個系統的損耗,當檢測到光伏面板電壓低于設定值(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側取電,使PV-對PE有一個正向的電壓,將PV電池片中的雜質電子流回玻璃面板,從而恢復到出廠時的功率。


    生產型技改

    根據國家、行業相關標準要求、或根據集團公司、電網調度的相關要求,對電站設備進行更新、改造和升級。


    1、涉網設備改造

    • 滿足國家發改委【2014】14號令《電力監控系統安全防護規定》要求。

    • 滿足《電力監控系統安全防護總體方案》要求。

    • 滿足調度自動化冗余性要求。

    • 提高調度數據網可靠性與網絡設備安全防護性能。


    • 新增一套電力調度數據網,冗余通道

    • 非實時防火墻縱向加密(縱向全加密)

    • 對交換機配置登錄權限和管理地址

    • 關閉路由器、交換機未使用端口 

    • 調度數據網柜新接入冗余電源 

    • 安全分區、網絡專用、橫向隔離、縱向認證 的基本原則


    2、監控系統改造

    • 多家逆變器品牌兼容到統一的監控系統;

    • 多種監控方式兼容到統一的監控系統;

    • 視頻安防、匯流箱、箱變、環境檢測儀等數據兼容到統一的監控系統;

    • 監控集成遠程數據分析、故障告警、工單派送、報表下載、運維建議等多項功能。


    六、案例分享

    項目名稱:江陰市3.12MWp光伏項目工程

    建設單位XXXX有限公司

    上網模式:本系統為10KV并網系統,所發電量由用戶優先使用(電價打八折),不足部分由電網供應,在用戶低負荷時段,多余電量可賣給電網。

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

    并網時間:2014年12月。


    2016年電站發電數據統計

    改造原因

    1. 發電量低(有陰影遮擋,集中式受陰影遮擋較為嚴重);

    2. 運維公司可以對組件進行維護,但是逆變器廠家已不生產該型號逆變器,運維難度大;

    3. 負責項目的運維部門對發電量有考核指標;

    4. 電站改造是目前利用人員、提升收益的有效途徑;

    5. 現階段新建電站的收益下降,風險較大,電站技改更為保險。


    改造內容

    前期對1MWp,兩臺集中式逆變器進行改造。

    把集中式逆變器替換成組串式逆變器。


    現場勘查

    屋頂


    組件


    太陽能組件采用愛康生產的多晶硅250W組件,組件都是20塊一串;換成組串式逆變器,無需改變組串數量,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,無橫梁的地方穿鍍鋅鋼管或PVC-U管或在橋架內敷設。 


    • 在女兒墻較低的地方直流匯流箱單獨做支撐架,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1出 10臺,10進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。 


    • 在電纜橋架上敷設的電纜在進入和引出橋架時,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,在電纜溝埋設深度不低于0.8m。


    直流配電柜


    集中式逆變器


    變壓器


    技改難點

    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系放置在屋頂;

    ③ 原有項目要拆除的部分。


    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成270V,但是逆變器會降載輸出,數量會增加。

    逆變器數量對比


    方案經濟性對比

    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),從經濟性角度也有優勢,預測系統效率從64%提升至70%,提升6個百分點。全年發電量提升8萬度電。全年收益提升約為8.5萬元。(注:電站發電效率提升越大,技改效果越明顯。)

    改造方案詳情


    總結

    下半年來看,電站技改將成為一個熱點項目,近鑒于大部分技改電站項目情況復雜,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。


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