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破解光伏“整縣推進”難題，昆明這么干！

2022-11-03 12:08 來源：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優(yōu)秀樣本。

“烤太陽”——在地道的昆明話里，并沒有“曬太陽”的說法，昆明人說“烤太陽”，就如同北方人說“烤火”一般，足見昆明光照資源的強度。

昆明市全年日照平均小時數(shù)2100-2300小時，可利用小時數(shù)約1300小時，多年平均太陽總輻射量5500-6000兆焦/平方米。優(yōu)質的輻照資源成為昆明開發(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。推動經(jīng)濟社會發(fā)展綠色化、低碳化是實現(xiàn)高質量發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。

去年6月20日，國家能源局下發(fā)《關于報送整縣（市、區(qū)）屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》，擬在全國組織開展整縣（市、區(qū)）推進屋頂分布式光伏開發(fā)試點工作。一年多時間以來，昆明的整縣屋頂分布式光伏開發(fā)推進如何？試點過程中發(fā)現(xiàn)了哪些行業(yè)共性問題和挑戰(zhàn)？又有哪些針對性的解決方案呢？帶著這些疑問，記者來到昆明市行政中心分布式光伏示范項目尋找答案。

安裝比例提升成痛點

相關測算數(shù)據(jù)顯示，截至2025年，我國分布式光伏技術可開發(fā)潛力為14.9億千瓦，其中農村、城鎮(zhèn)住房屋頂光伏和工礦廠房光伏，合計13.3億千瓦，占到技術可開發(fā)總潛力的89%。

巨大潛力的背后，如何實現(xiàn)“宜建盡建”正是開發(fā)和建設過程中面臨的挑戰(zhàn)。根據(jù)國家相關政策要求，在整縣屋頂分布式光伏開發(fā)試點的過程中，黨政機關建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%；學校、醫(yī)院、村委會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%。

事實上，在很多地區(qū)，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)務常務副總裁童永智表示，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、通信基站等都會在屋頂造成陰影遮擋。在傳統(tǒng)的解決方案中，只要部分組件受到陰影遮擋，整個組串的發(fā)電量都會受影響。為此，傳統(tǒng)方案大多不支持多朝向安裝，在初期設計時便會盡量避開陰影區(qū)域，所以屋頂面積無法充分利用。

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現(xiàn)了多朝向排布。“看到那個黑色的小方塊了嗎？就是這個小小的優(yōu)化器，讓屋頂面積得到了最充分的利用。”據(jù)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(xiàn)場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。

保障系統(tǒng)安全是關鍵

不僅是優(yōu)化安裝比例，現(xiàn)場工作人員表示，優(yōu)化器的另一重要職責是提升系統(tǒng)的安全性能。對于分布式光伏電站的安全問題，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(xù)放電效應，通常光伏組件焊點接觸不良、絕緣線纜破損、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(tǒng)，因設備安裝于建筑物表面，離人群較近，一旦引發(fā)火災，將會帶來巨大損失。”

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(jiān)測和直流電壓的快速關斷。“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(jiān)測的過程中，華為推出了AI加持智能電弧檢測方案，可同時對海量數(shù)據(jù)進行計算、迭代，能夠有效區(qū)分噪聲和電弧特征，達到100%避免誤報、漏報。”在精準監(jiān)測的基礎上，童永智表示，電壓的快速關斷則是“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。為了避免這一問題，華為優(yōu)化器加載了組件級快速關斷功能。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(xiàn)緊急狀況時可自動啟動快速關斷功能。”

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(jù)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斷方案作為安全首選。

統(tǒng)籌運維管理成趨勢

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(shù)量多、容量小、復雜程度高等特點。各種類型的電站集中在一起，如果沒有統(tǒng)一的電站管理平臺就無法做到整體可視、電站資產(chǎn)運營以及后期運維困難。

在昆明市行政中心分布式光伏示范項目的控制室內，通過現(xiàn)場大屏，記者看到電站的實時功率、實時告警、社會貢獻以及運維統(tǒng)計等指標一目了然。“傳統(tǒng)的資產(chǎn)管理，只能實現(xiàn)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(xiàn)在，采用智能組件控制器、電池模組優(yōu)化器，就可以實現(xiàn)組件級、電池包級的資產(chǎn)可視。”

據(jù)記者了解，在基礎功能上，昆明市還對大屏進行了自定義，通過大屏集中呈現(xiàn)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、社會貢獻等?？蓪崿F(xiàn)整體經(jīng)營、降碳成果可視，有利于輔助完成未來云南省分布式光伏建設綜合規(guī)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》，涵蓋全國優(yōu)秀案例，助力分布式光伏快速推進，著力解決建設過程中的問題和挑戰(zhàn)，打造“光伏+機關”、“光伏+校園”、“光伏+鄉(xiāng)村振興”等多場景解決方案，讓綠色電力惠及千行百業(yè)、千家萬戶。

屋頂分布式光伏

分布式光伏發(fā)電屋頂光伏發(fā)電

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