分布式光伏電站運(yùn)維平臺(tái)在石化行業(yè)的應(yīng)用

在新時(shí)代綠色發(fā)展的背景下，能源的凈化已經(jīng)成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)外很多化工能源企業(yè)都提出了“凈零排放”的目標(biāo)，很多企業(yè)都在自用廠房和合作伙伴工廠建設(shè)了光伏電站，以獲得清潔能源。因此，如何更好地開展光伏電站的運(yùn)行和維護(hù)，已經(jīng)成為我們不得不思考的一個(gè)重要問(wèn)題。本文從分布式光伏電站消防安全、運(yùn)行安全、環(huán)保管理等方面進(jìn)行思考。，并通過(guò)識(shí)別光伏電站運(yùn)行維護(hù)期的關(guān)鍵因素提供實(shí)際解決方案（供同行參考）

1.建設(shè)和運(yùn)營(yíng)光伏電站的石化企業(yè)模式

分布式太陽(yáng)能發(fā)電采用太陽(yáng)能太陽(yáng)能組件，太陽(yáng)能通過(guò)光生伏效應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能。電力輸出一般采用自發(fā)自用余電上網(wǎng)模式。目前，石化企業(yè)在自有物業(yè)的屋頂上建設(shè)分布式電站，一般在非危險(xiǎn)倉(cāng)庫(kù)或一般倉(cāng)庫(kù)的屋頂上建設(shè)，也在加油站和加油船上建設(shè)。此外，在合作伙伴的屋頂上直接投資建設(shè)分布式太陽(yáng)能發(fā)電站，并持有運(yùn)營(yíng)，探索建設(shè)大型地面電站。

鑒于自發(fā)自用模式，用電方更注重安全穩(wěn)定的電能供應(yīng)，無(wú)論是在自有物業(yè)還是合作伙伴工業(yè)廠房屋頂建設(shè)光伏電站。因此，如何穩(wěn)定、優(yōu)越地運(yùn)行光伏電站，確保運(yùn)行期間人員安全、環(huán)境友好，是一個(gè)值得研究的課題。

2.探討分布式光伏電站防火防爆措施

部分石化企業(yè)在自有物業(yè)建設(shè)分布式光伏時(shí)，IECZone2區(qū)域也布置了太陽(yáng)能光伏組件，需要防爆。此外，由于光伏電站的火災(zāi)通常是E類火災(zāi)，消防員滅火時(shí)應(yīng)切斷所有電源，但光伏陣列是一種隱形電源，可以產(chǎn)生高壓電，其DC側(cè)高壓無(wú)法切斷。這給消防員帶來(lái)了很大的觸電風(fēng)險(xiǎn)。因此，采取措施防止火災(zāi)的發(fā)生具有重要意義。

2.1消除人類不安全行為引起的火災(zāi)。

在光伏電站火災(zāi)事故中，如何控制點(diǎn)火源至關(guān)重要。首先要控制人的不安全行為。不專業(yè)的維護(hù)和誤操作導(dǎo)致光伏電站系統(tǒng)發(fā)生短路、接觸不良、電弧、電火花等火源火災(zāi)。當(dāng)MC4標(biāo)準(zhǔn)快速接頭連接光伏組件時(shí)，如果MC4接頭沒(méi)有用特殊工具鎖定，就會(huì)失去防水效果。如果接頭放置不當(dāng)，也會(huì)引起短路火災(zāi)。一般來(lái)說(shuō)，接頭應(yīng)放置在光伏組件北側(cè)的支架槽中，不應(yīng)暴露在兩個(gè)組件之間，以防止雨水入侵導(dǎo)致短路火災(zāi)。

2.2電氣設(shè)備防火防爆控制

首先，安裝在防爆區(qū)域的光伏系統(tǒng)，尤其是電纜封裝部件和太陽(yáng)能光伏部件，必須符合防爆要求并獲得認(rèn)證。研究表明，40%的直流電弧是由光伏電站火災(zāi)引起的。在DC電源側(cè)，有光伏組件、匯流箱、逆變器等電氣設(shè)備，整個(gè)電站有成千上萬(wàn)個(gè)接頭。任何接頭的松動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致DC電弧。因此，應(yīng)使用合格的電纜、阻燃電纜和其他合格的電氣設(shè)備。

2.3防止外部環(huán)境發(fā)生變化，引起火災(zāi)。

在第三方合作伙伴工廠屋頂建設(shè)分布式光伏電站中，屋頂?shù)乃袡?quán)和管理權(quán)是合作伙伴。在長(zhǎng)達(dá)25年的合作期間，制造商可能會(huì)繼續(xù)使用工廠的屋頂，在屋頂上堆放易燃易爆物品，在開口排放高溫?zé)煔猓と舜蚰?、除銹、噴漆屋頂彩鋼瓦，甚至誤操作電氣設(shè)備等。所有這些都會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火源和火災(zāi)。

2.4消防設(shè)施和防控措施

一般來(lái)說(shuō)，石化企業(yè)自用物業(yè)在建設(shè)分布式光伏電站時(shí)，已經(jīng)按照石化企業(yè)的要求配備了消防設(shè)備和設(shè)施。對(duì)于商業(yè)化的分布式光伏電站，屋頂光伏組件及附屬電氣設(shè)備的著火應(yīng)配備必要的滅火器。為了方便人們發(fā)現(xiàn)第一次火災(zāi)發(fā)生時(shí)及時(shí)拿到滅火器滅火。應(yīng)放置在屋頂入口和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較高的設(shè)備附近，并在顯眼位置張貼標(biāo)志。放置微觀位置時(shí)，盡量選擇陰涼遮陽(yáng)處，避免長(zhǎng)時(shí)間太陽(yáng)直射時(shí)安裝遮陽(yáng)板等防護(hù)設(shè)施，嚴(yán)禁使用暴露防護(hù)裝置。

3.運(yùn)維作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)及防控措施

無(wú)論是光伏電站還是其他電站，防止人員在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中觸電都是一個(gè)關(guān)注點(diǎn)，很多文獻(xiàn)都進(jìn)行了研究。本文討論了防控高空墜落。標(biāo)準(zhǔn)化工廠的屋頂一般是混凝土結(jié)構(gòu)或彩鋼瓦，離地面高度幾米到幾十米。因此，高空墜落的風(fēng)險(xiǎn)很高。

高空墜落的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和防控。高空墜落多發(fā)生在攀爬和屋頂作業(yè)過(guò)程中。一般工業(yè)廠房會(huì)設(shè)置鋼直梯到屋頂，執(zhí)行《固定鋼梯及平臺(tái)安全要求》(GB4053.1-2009)的直梯，以及電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（DL/T5457-2012)與強(qiáng)制設(shè)置籠子相比，當(dāng)攀爬高度大于10m時(shí)，采用多個(gè)梯子，梯子水平交錯(cuò)布置，并設(shè)置梯間平臺(tái)，安全防護(hù)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)更高。但是，運(yùn)維人員應(yīng)該從無(wú)籠子的便利性中改變思維和行為，不要隨身攜帶太多的工具，并將工具放入合格的工具包中，以防止工具掉落對(duì)地面人員造成物體傷害。到達(dá)屋頂后，他們應(yīng)該通過(guò)其他方式將大型工具(清潔光伏組件的工具等)傳遞到工作面。).

屋頂作業(yè)時(shí)，注意防止邊緣作業(yè)掉落。防止彩鋼瓦在屋頂薄弱環(huán)節(jié)塌陷，造成人員墜落。一般屋頂都會(huì)設(shè)置照明帶，常見的照明帶采用聚氯乙烯制成，不抗老化。從本質(zhì)安全的角度來(lái)看，應(yīng)更換為抗老化照明帶，屋頂照明帶也可以設(shè)置安全防護(hù)網(wǎng)。定期檢查彩鋼瓦，兩個(gè)人不能同時(shí)踩在瓦面上。同時(shí)，作業(yè)時(shí)應(yīng)有合理的間隔，以減少單個(gè)瓦面的負(fù)荷。

4.探討分布式光伏電站的環(huán)境管理

4.1施工期環(huán)境保護(hù)管理

施工過(guò)程中，固體廢物、噪音、灰塵、廢水是環(huán)境危害的主要因素。運(yùn)輸車輛進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生的灰塵，施工安裝過(guò)程中切割搬運(yùn)造成的噪音，隨著施工結(jié)束自然消散。環(huán)保驗(yàn)收時(shí)，檢查當(dāng)?shù)刂車h(huán)境造成的損壞是否按規(guī)定恢復(fù)。施工過(guò)程中廢水排放是否合規(guī)，是否對(duì)周圍環(huán)境造成污染，相關(guān)污漬是否清除干凈；施工中產(chǎn)生的廢渣(光伏組件包裝、電纜廢氣廢料等。)是否妥善處理，是否按要求包裝回收；施工過(guò)程中，臨時(shí)泥漿和堆放(等)將在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。

此外，還要注意各種電氣設(shè)備可能產(chǎn)生的不良環(huán)境影響，核實(shí)采購(gòu)質(zhì)量是否可靠。如果檢查光伏組件是否符合環(huán)保條件(電池表面涂有防反射涂層，封裝玻璃表面經(jīng)過(guò)特殊處理)，就會(huì)產(chǎn)生無(wú)光污染；變壓器和逆變器是否符合標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行過(guò)程中是否會(huì)產(chǎn)生異常噪音污染。最后，要嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)?！叭瑫r(shí)”管理規(guī)定，清洗組件后的廢水排放設(shè)施要與主體工程配套，同時(shí)竣工?？傊ㄟ^(guò)檢查和整改，可以為正式運(yùn)維創(chuàng)造清潔環(huán)保的基礎(chǔ)。

4.2運(yùn)維期環(huán)保管理

在正常運(yùn)行和維護(hù)期間，會(huì)產(chǎn)生一般的固體廢物和生活垃圾。清洗太陽(yáng)能部件時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一般廢水，更換電池時(shí)也會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)廢物(廢電池)。因此，在維護(hù)過(guò)程中，合理分類和及時(shí)處理產(chǎn)生的一般固體廢物；組件清洗時(shí)，使用清潔環(huán)保的清洗劑，產(chǎn)生的廢水被引流到相應(yīng)的排水系統(tǒng)中排放；垃圾桶的擺放位置要規(guī)劃好，垃圾要按照當(dāng)?shù)卣囊筮M(jìn)行分類；如果不間斷電源電池有膨脹變形和漏液，應(yīng)及時(shí)更換。廢電池應(yīng)由專業(yè)公司處理，不得隨意處理，造成環(huán)境污染。

上述生產(chǎn)運(yùn)維過(guò)程中的環(huán)保措施，應(yīng)制定工作程序，形成操作規(guī)程，監(jiān)督員工執(zhí)行到位。

5.安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)

5.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)通過(guò)監(jiān)控光伏網(wǎng)站的逆變器設(shè)備、氣象設(shè)備和攝像頭設(shè)備，幫助用戶管理分散在各個(gè)地方的光伏網(wǎng)站。主要功能包括:網(wǎng)站監(jiān)控、逆變器監(jiān)控、發(fā)電統(tǒng)計(jì)、逆變器一次圖、操作日志、報(bào)警信息、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備檔案、運(yùn)維管理、角色管理。用戶可以通過(guò)WEB端和APP端訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電效益。

5.2應(yīng)用場(chǎng)所

目前，我國(guó)有兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景:廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど唐髽I(yè)的屋頂光伏。這兩種分布式光伏電站今年發(fā)展迅速。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

逆變器和多功能電力計(jì)量?jī)x安裝在光伏變電站，收集的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)上傳到服務(wù)器，數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)管理。用戶可以通過(guò)PC訪問(wèn)平臺(tái)及時(shí)獲得分布式光。

5.4系統(tǒng)功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過(guò)WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

5.4.1光伏發(fā)電

5.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時(shí)發(fā)電功率。

●累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計(jì)社會(huì)效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

5.4.1.2電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價(jià)，峰值功率等基本參數(shù)。

●統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。

5.4.1.3逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數(shù)顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過(guò)曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側(cè)電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。

5.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選電站的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

5.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選逆變器的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

5.4.1.6配電圖

●實(shí)時(shí)展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)。

●展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量。

●展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●展示逆變器型號(hào)及廠商。

5.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

5.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時(shí)間、內(nèi)容、發(fā)送結(jié)果、回復(fù)等。

●平臺(tái)運(yùn)行日志：查看儀表、網(wǎng)關(guān)離線狀況。

●報(bào)警信息：將報(bào)警分進(jìn)行分級(jí)處理，記錄報(bào)警內(nèi)容，發(fā)生時(shí)間以及確認(rèn)狀態(tài)。

5.4.3運(yùn)行環(huán)境

●視頻監(jiān)控：通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的視頻攝像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視光伏站運(yùn)行情況。對(duì)于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺(tái)控制功能。

5.5系統(tǒng)硬件配置

5.5.1交流220V并網(wǎng)

交流220V并網(wǎng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機(jī)功率在8kW左右。

部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對(duì)于光伏電站的管理者來(lái)說(shuō)，通過(guò)云平臺(tái)來(lái)管理此類光伏電站非常有必要

5.5.2交流380V并網(wǎng)

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網(wǎng)，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點(diǎn)380V并網(wǎng)，以當(dāng)?shù)仉娏Σ块T的審批意見為準(zhǔn)。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。分布式光伏接入配電網(wǎng)前，應(yīng)明確計(jì)量點(diǎn)，計(jì)量點(diǎn)設(shè)置除應(yīng)考慮產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)外，還應(yīng)考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個(gè)計(jì)量點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)雙向電能計(jì)量裝置，其設(shè)備配置和技術(shù)要求符合DL/T448的相關(guān)規(guī)定，以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術(shù)性能應(yīng)滿足國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于智能電能表的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。用于結(jié)算和考核的分布式電源計(jì)量裝置，應(yīng)安裝采集設(shè)備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用電信息的遠(yuǎn)程自動(dòng)采集。

光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過(guò)匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)自發(fā)自用，余電上網(wǎng)。在380V并網(wǎng)點(diǎn)前需要安裝計(jì)量電表用于計(jì)量光伏發(fā)電量，同時(shí)在企業(yè)電網(wǎng)和公共電網(wǎng)連接處也需要安裝雙向計(jì)量電表，用于計(jì)量企業(yè)上網(wǎng)電量，數(shù)據(jù)均應(yīng)上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補(bǔ)貼和上網(wǎng)電量結(jié)算。

部分光伏電站并網(wǎng)點(diǎn)需要監(jiān)測(cè)并網(wǎng)點(diǎn)電能質(zhì)量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨(dú)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網(wǎng)模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護(hù)裝置，避免往電網(wǎng)輸送電能，系統(tǒng)圖如下。

這種并網(wǎng)模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過(guò)云平臺(tái)采用光伏發(fā)電數(shù)據(jù)和儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

6.結(jié)語(yǔ)

總之，石化企業(yè)不管是自用光伏電站還是對(duì)外投資的光伏電站，在運(yùn)維時(shí)都要確保安全穩(wěn)定的電能供給。要從消防安全、作業(yè)運(yùn)維時(shí)防止高處墜落、光伏電站環(huán)保管理等方面夯實(shí)光伏電站運(yùn)維的基礎(chǔ)，不斷提高光伏系統(tǒng)發(fā)電效率，促進(jìn)綠色低碳潔凈能源的發(fā)展。

審核編輯：劉清