光伏電站解決方案的定義華為智能光伏電站解決方案是將電站作為面向客戶可交付的產(chǎn)品，從電站建設(shè)到運(yùn)維全流程進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，將數(shù)字信息技術(shù)與光">

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智能光伏電站解決方案技術(shù)白皮書

來源：新能源網(wǎng)
時(shí)間：2014-08-07 18:56:35
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智能光伏電站解決方案技術(shù)白皮書智能ink">光伏電站解決方案的定義華為智能光伏電站解決方案是將電站作為面向客戶可交付的產(chǎn)品，從電站建設(shè)到運(yùn)維全流程進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，將數(shù)字信息技術(shù)與光

智能光伏電站解決方案的定義 華為智能光伏電站解決方案是將電站作為面向客戶可交付的產(chǎn)品，從電站建設(shè)到運(yùn)維全流程進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，將數(shù)字信息技術(shù)與光伏技術(shù)進(jìn)行跨界融合，實(shí)現(xiàn)初始投資不增加的前提下，降低初始投資、降低運(yùn)維成本，提高系統(tǒng)發(fā)電量，增加投資回報(bào)率的目的。 智能光伏電站解決方案相比傳統(tǒng)的以集中式大機(jī)為代表的電站解決方案，設(shè)計(jì)理念上有三點(diǎn)顯著地差異，一是數(shù)字化光伏電站，二是電站更簡(jiǎn)單，三是全球自動(dòng)化運(yùn)維。 數(shù)字化光伏電站：首先是對(duì)現(xiàn)有的光伏發(fā)電部分進(jìn)行智能化改造，使傳統(tǒng)的逆變器不僅僅是發(fā)電部件，而且是一個(gè)集電力變換、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、在線分析、環(huán)境自適應(yīng)等于一體的智能控制器，成為電站的神經(jīng)末梢與區(qū)域控制的中心；其次，通過對(duì)現(xiàn)有RS485等低速傳輸通道的升級(jí)，使整個(gè)電站形成融合語(yǔ)音與視頻通信、快速靈活部署、免維護(hù)的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，鋪設(shè)電站信息流通的高速公路；最后，收集到的電站完整信息統(tǒng)一上傳到云端存儲(chǔ)，利用大數(shù)據(jù)分析與挖掘引擎，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站的智能化管理及電站性能的持續(xù)優(yōu)化。 讓電站更簡(jiǎn)單：無逆變器房、直流匯流箱等系統(tǒng)多余設(shè)施，無熔絲、風(fēng)扇等易損部件，實(shí)現(xiàn)電站的簡(jiǎn)潔化、標(biāo)準(zhǔn)化交付，電站所有部件能夠滿足風(fēng)沙、鹽霧、高溫高濕、高海拔等各種復(fù)雜環(huán)境，25年免維護(hù)、可靠運(yùn)行的質(zhì)量要求，建設(shè)與運(yùn)維更加簡(jiǎn)單，最大程度保護(hù)客戶投資。 全球自動(dòng)化運(yùn)維：除了對(duì)初始投資和發(fā)電量的關(guān)注，隨著電站存量規(guī)模的增加，電站分布范圍越來越廣，25年壽命周期內(nèi)的電站運(yùn)維的重要性逐步提高。智能光伏電站解決方案借助數(shù)字化光伏電站平臺(tái)，提供面向全球的、一體化的，全流程的自動(dòng)化管理和運(yùn)維手段，提升運(yùn)維效率，降低運(yùn)維成本，使全球化海量運(yùn)維成為可能，充分發(fā)揮規(guī)模運(yùn)營(yíng)效應(yīng)。 通過全數(shù)字化電站、讓電站更簡(jiǎn)單、自動(dòng)化運(yùn)維等創(chuàng)新理念，打造“智能、高效、安全、可靠”的智能光伏電站解決方案，最終實(shí)現(xiàn)電站持有和運(yùn)營(yíng)客戶的價(jià)值最大化。 智能光伏電站解決方案的 技術(shù)特點(diǎn)與客戶價(jià)值 相比傳統(tǒng)的以集中式大機(jī)為代表的電站，智能光伏電站具有不增加系統(tǒng)投資、高的投資收益率和可用度等一系列優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1、 不增加初始投資。智能光伏電站由于采用簡(jiǎn)潔化設(shè)計(jì)，無直流匯流箱和直流配電柜，無土建機(jī)房，部件安裝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，初始投資成本不高于傳統(tǒng)光伏電站。同時(shí)，由于智能光伏控制器（組串式逆變器）體積小、重量輕、標(biāo)準(zhǔn)化，可以通過自動(dòng)化流水線進(jìn)行大規(guī)模制造，人工成本占比較小，具有明顯的規(guī)模優(yōu)勢(shì)。 2、 智能光伏電站的內(nèi)部收益率IRR相比傳統(tǒng)電站提升3%以上。由于采用多路MPPT、多峰跟蹤等先進(jìn)技術(shù)，有效降低了組件衰減、陰影遮擋、施工安裝不一致、地形不一致、直流壓降等光伏陣列損失的影響，系統(tǒng)PR（Performance Ratio）值達(dá)到82%以上，相比傳統(tǒng)方案平均發(fā)電量提升5%以上，內(nèi)部收益率IRR提升3%以上。 3、 25年的系統(tǒng)可靠運(yùn)行免維護(hù)設(shè)計(jì)。智能控制器采用IP65防護(hù)等級(jí)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的環(huán)境隔離，使器件保持在穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境中，降低溫度、風(fēng)沙、鹽霧等外部環(huán)境對(duì)器件壽命的影響；系統(tǒng)無易損部件，無熔絲、風(fēng)扇等需定期更換器件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)免維護(hù)；借鑒華為通信基站產(chǎn)品全球海量發(fā)貨及部署的設(shè)計(jì)和質(zhì)量管理經(jīng)驗(yàn)，從器件到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)25年可靠性設(shè)計(jì)及壽命仿真，加上嚴(yán)格的驗(yàn)證測(cè)試，保證系統(tǒng)部件在整個(gè)生命周期內(nèi)無需更換，可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 4、 光伏電站裝機(jī)容量的實(shí)際利用率高。智能光伏電站年平均故障次數(shù)少30%，系統(tǒng)故障對(duì)發(fā)電量的影響只有傳統(tǒng)方案的1／１０，質(zhì)保期外的維護(hù)成本只有傳統(tǒng)方案的１／５。傳統(tǒng)的光伏電站本質(zhì)上是一個(gè)串聯(lián)系統(tǒng)，直流匯流箱、直流配電柜、機(jī)房散熱及輔助源供電設(shè)備、逆變器大機(jī)等任何一個(gè)部件的故障均會(huì)造成部分或者全部光伏整列發(fā)電損失，由于需要專業(yè)人員維護(hù)，修復(fù)周期長(zhǎng)，成本高。而智能光伏電站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，本質(zhì)上是一個(gè)分布式的并聯(lián)系統(tǒng)，單臺(tái)逆變器的故障不影響其它設(shè)備運(yùn)行，而且由于體積小、重量輕、現(xiàn)場(chǎng)整機(jī)備件，易安裝維護(hù)，大大提升了系統(tǒng)的可用度。 5、 組串級(jí)的智能監(jiān)控及多路MPPT跟蹤技術(shù)，確保電站“可視、可信、可管、可控”。智能光伏電站對(duì)輸入的每一路組串進(jìn)行獨(dú)立的電壓電流檢測(cè)，檢測(cè)精度是傳統(tǒng)智能匯流箱方案的10倍以上，為準(zhǔn)確定位組串故障、提高運(yùn)維效率奠定了基礎(chǔ)。多路MPPT技術(shù)使低遮擋、灰塵、組串失配的影響，平坦地形下發(fā)電量提升5%以上；其在屋頂、山地電站中降低不同朝向、陰影遮擋的影響，發(fā)電量提升8-10%；與其跟蹤系統(tǒng)的配合使用，使跟蹤控器與控制器集成，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)支架的獨(dú)立跟蹤，提升發(fā)電量，智能控制器和跟蹤支架成為最佳的伴侶。 6、 智能光伏電站“可升級(jí)、可演進(jìn)”。當(dāng)組件技術(shù)進(jìn)步，運(yùn)行環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，利用智能控制器的軟件可遠(yuǎn)程在線升級(jí)，后向兼容設(shè)計(jì)等特性，無需更換網(wǎng)上運(yùn)行設(shè)備，通過算法升級(jí)就能夠享受最新的技術(shù)成果，最大化復(fù)用現(xiàn)有設(shè)備。 7、 智能主動(dòng)電網(wǎng)自適應(yīng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)友好。利用智能控制器的高速處理能力、高采樣和控制頻率、控制算法等優(yōu)勢(shì)，主動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)的變化，更好實(shí)現(xiàn)多機(jī)并聯(lián)控制。更佳的并網(wǎng)諧波質(zhì)量，更好地滿足電網(wǎng)接入要求，提高在惡劣電網(wǎng)環(huán)境下的適應(yīng)能力。 8、 主動(dòng)安全。降低直流傳輸?shù)木嚯x，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全。直流的安全傳輸與防護(hù)是重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。智能光伏電站采用無直流匯流設(shè)計(jì)，組串輸出的直流電直接進(jìn)入逆變器逆變?yōu)榻涣麟娺M(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，主動(dòng)規(guī)避直流傳輸帶來的安全和防護(hù)問題，降低直流拉弧帶來的安全隱患，使電站更加安全。 9、 安全規(guī)避PID效應(yīng)。PID導(dǎo)致的組件功率衰減會(huì)極大的影響投資收益，通過智能控制器自動(dòng)檢測(cè)組件電勢(shì)，主動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)工作電壓，使電池板負(fù)極無需接地的情況下，現(xiàn)對(duì)地正壓，有效規(guī)避PID效應(yīng)。由于電池板負(fù)極無需接地，加上逆變器內(nèi)部的殘余電流監(jiān)測(cè)電路，能夠在檢測(cè)到漏電流大于30毫安的情況下在150ms內(nèi)切斷電路，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)安全。 10、 智能高效運(yùn)維。全球化、分層部署的電站管理與運(yùn)維系統(tǒng)，使部署在不同位置的電站在邏輯上當(dāng)做一個(gè)電站進(jìn)行管理?？偛磕軌蛉终莆崭鱾€(gè)電站的運(yùn)行情況和收益對(duì)比，為考核及管理改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。分布在各地的電站，可通過無人機(jī)實(shí)施大范圍的巡檢，一線人員通過定制化的運(yùn)維智能終端，實(shí)現(xiàn)與總部專家運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的視頻、語(yǔ)音、位置與故障信息的實(shí)時(shí)互動(dòng)，現(xiàn)前后方遠(yuǎn)程協(xié)同運(yùn)維，降低一線運(yùn)維人員的技能要求，最大化的復(fù)用總部專家資源，實(shí)現(xiàn)人員的最優(yōu)化配置，提高系統(tǒng)的維護(hù)效率。 11、 大數(shù)據(jù)分析引擎和專家運(yùn)維系統(tǒng)的引入，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在缺陷，挖掘收益提升空間。通過數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、云存儲(chǔ)和在線專家分析系統(tǒng)，電站可自動(dòng)體檢，給出基于收益最大化的維護(hù)建議，如清洗建議、部件更換和維護(hù)建議等，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)；積累長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，綜合分析自然環(huán)境，如溫度、輻照量等環(huán)境因素，通過對(duì)智能控制單元算法在線調(diào)整或軟件升級(jí)，使電站在不同環(huán)境下系統(tǒng)部件運(yùn)行在最佳匹配狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)收益的最大化。 12、 智能光伏電站對(duì)環(huán)境友好。智能控制器無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了29dB的低環(huán)境噪聲；無需土建機(jī)房，減少對(duì)植被及土壤等環(huán)境破壞；電磁輻射小，保護(hù)人體健康。智能光伏電站實(shí)現(xiàn)了人與環(huán)境和諧共處，大大增加了光伏電站的適用范圍，為光伏入戶創(chuàng)造了條件。 （作者為華為逆變器產(chǎn)品與解決方案總經(jīng)理）
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