吉电股份白城光伏领跑者电站建设运营经验分享 12.3-solarbe文库

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吉电股份白城光伏领跑者电站建设运营经验分享国家电投吉林电力股份有限公司 2019.12 国家电力投资集团有限公司以先进能源技术创新为驱动，以清洁能源开发为主导，致力于成为可持续的绿色能源供应者。吉林电力股份有限公司是国家电力投资集团二级单位， A股上市公司，发展战略“电热为主、产业协同、创新驱动、一流公司”，总装机容量 800万千瓦（火电、风电、光伏）， 2019年入围全球新能源企业 500强，排名第 344位。白城发电公司隶属吉林电力股份有限公司，总装机容量 1532MW，包括两台 660MW超临界直接空冷凝汽式发电机组、林海 12MW分布式光伏电站 1个、白城光伏领跑者 100MW电站 2个。企业概况 01 项目概述目录 02 设计亮点 03 工程建设亮点 04 生产运营亮点 05 结束语项目概述部分第吉林省白城市于 2017年 11月获得了国家能源局第三批光伏领跑者 500MW项目，国家电投集团吉电股份中标建设 2、 3号项目。第一部分项目概述基本情况1 本电站光伏位置吉电股份白城光伏领跑者 2、 3号项目位于吉林省白城市，每个项目建设容量 100MW，占地面积 4100亩。 2018年 6月份开工建设， 12月份投产发电。第一部分项目概述项目特点2 本项目充分体现光伏领跑者电站系统设计先进性、创新型、智能化的特点，采用行业领先的技术、产品和先进的系统技术方案、采用多类型高效组件、高效逆变器、平单轴跟踪支架；采用智慧化站控系统、智能化无人机巡检系统、智能化平单轴自动跟踪系统等，已经成为北方地区智能化大数据示范实证光伏电站。第一部分项目概述应用效果3 通过采用先进的技术和设备、采用智能运维和技术创新，本项目发电运行至今，各项发电指标领先、设备性能优良、发电转换效率高、发电量增益提升明显。截止 2019年 10月 30日， 2号项目可利用小时数 1822小时； 3 号项目可利用小时数 1862小时，超过可研设计值，在区域中排名第 1、 2名，体现了光伏领跑者项目的示范领跑作用。 2号项目设计亮点部分第以吉电股份光伏领跑者电站 2号项目为例，对设计环节中的经验成果进行分享。第二部分设计亮点一智能化、创新型系统设计，领跑示范效应大规模采用华为组串式逆变器，提高发电效率二三大规模采用平单轴跟踪支架技术，提高发电能力四采用多种高效组件，发电能力实证对比五先进的安全运维设计，故障处理安全高效第二部分设计亮点智能化、创新型系统设计，具有领跑示范效应一本项目科学设计系统方案，优化单元方阵容量、阵列间距布置、容配比，降低单位投资，提高设备利用率，提高发电能力。  80容量采用多种类型双面双玻组件，配平单轴跟踪式支架、华为 75kW/100kW组串式逆变器； 20容量采用高效 PERC单晶 P型 310Wp单面组件，配固定支架、 2.5MW上能箱逆变一体机。  采用 12MW先进的 1500V示范方阵，降耗增效。  采用华为智能站控系统，实现智能高效分析运维，其中智能 IV扫描诊断功能，快速发现设备故障，对比分析发电效果，优化运维方式；  采用了无人机智能巡检系统，对发电设备进行高效巡检、大数据智能化分析；为确保项目长期运营能力，预留了光伏储能接口。第二部分设计亮点本项目在整体系统设计上采用了国内先进的光伏技术，控制系统、组件、逆变器、支架、箱变设备等都采用国内一流厂家的产品和先进技术，系统效率达到 92.09。采用了 5种组件、 3种逆变器、 2种支架，形式多样，新技术对比应用； P型组件 310Wp、 370Wp均采用 PERC技术， 2MW 异质结、 2MW N型双面双玻高效组件示范方阵， 5种组件转化效率 18.8-19.26，提升发电能力；逆变器最大效率均达到为 99，并具备抗 PID 模块以及组串级 IV曲线智能检测功能。平单轴跟踪支架采光好，发电量提升明显。智能站控 IV扫描诊断 5种高效组件平单轴支架组串式逆变器 1500 V示范系统无人机巡检华氏箱变第二部分设计亮点 1500V系统作为未来光伏电站的发展方向，增效降耗优势明显。本项目创新应用了 12MW容量的 1500V系统方阵，开辟先进技术试验区，使用了 1500V电压等级逆变器、箱变等设备， 1500V系统交、直流侧电压均提升，降低系统损耗和设备造价，提升系统效率，发电量提升明显，符合今后发展趋势，为大面积推广积累经验。  设计上创新示范应用 1500V系统，降低损耗，提升系统效率第二部分设计亮点 1-10月份，光伏 1-34区直流电压 1000V逆变器单位容量发电量为 145.65万 kWh， 35-40区直流电压 1500V逆变器单位容量发电量为 153.93万 kWh，直流电压 1500V 逆变器较直流电压 1000V逆变器发电量增加 5.68。第二部分设计亮点大规模采用平单轴跟踪支架，提高发电能力二 01 大规模采用平单轴跟踪支架，提高发电量效果明显平单轴支架抗风能力设计，有效抵御北方大风气候 02 04 发表论文，总结平单轴跟踪支架设计应用成果采用平单轴逆跟踪技术，消除组件遮挡，提升发电量 03 第二部分设计亮点为了提升系统效率和经济效益，本项目在北方首次大规模采用平单轴跟踪支架方式，达到 80容量规模。并且为了弥补平单轴支架冬季发电量的不足，配以 20的固定支架，达到互补的效果。平单轴支架实时跟踪太阳，对应太阳最佳入射角，发电量提升效果好。同时采用钢支架与铝合金支架结合，性能优良、美观大方、减轻支架重量。 01 大规模采用平单轴跟踪支架，提高发电量效果明显第二部分设计亮点 2019年 4月 15日本项目平单轴支架与其他项目固定支架日发电功率曲线对比，可以看出，单日各时间段，平单轴支架发电功率均高于固定支架，全天发电量提高 20以上。平单轴支架（红色）单日发电量高于固定支架（黄色和蓝色）第二部分设计亮点从本图可以看出，本项目平单轴支架方阵（前 2 个）与固定倾角支架方阵（后 8个）对比，可利用小时数高出约 15-20。说明平单轴跟踪支架比固定倾角支架的发电量提升效果明显。平单轴支架方阵（前 2个）与固定支架方阵（后 8个）可利用小时数对比第二部分设计亮点设计考虑缩短前后排支架间距，减少占地面积，考虑早上、晚上时间段各组平单轴支架组件存在遮挡的问题，采用平单轴跟踪支架的逆跟踪技术。采用平单轴逆跟踪技术，消除组件遮挡，提升发电量02 第二部分设计亮点通过合理计算前后排支架的间距，使两排间无阴影遮挡，可大幅延长光照时间，通常晴天时候逆跟踪的日发电量能超出无逆跟踪 5-10左右，光资源充分利用，提高了收益率。有逆跟踪（蓝色）比无逆跟踪（红色）发电量提升 5-10 第二部分设计亮点本光伏电站是北方首次大规模采用平单轴跟踪支架，白城地区风资源丰富，大风天气较多，本电站地区平均风速为 2.9m/s，最大风速为 24m/s，极大风速 30.1m/s，主导风向为北风。大风对平单轴跟踪支架有很大影响，可能造成支架及组件变形及损坏，因此需要重点考虑平单轴支架的抗风能力，以满足安全稳定运行的要求。我们根据光伏电站场区实际情况，包括地理位置、方阵布置、风力状况、平单轴支架形式等，对平单轴支架抗风方式进行优化设计。平单轴支架抗风能力设计，有效抵御北方大风气候03 第二部分设计亮点光伏电站四周受风力最大，风力到中间部位时，已经受子阵阻挡而减弱，所以四周子阵防风措施设计要高于中间子阵。所以大风保护动作值外低内高，同时外围三排支架带有抗风角度。当风速达到大风保护动作值后，启动大风保护程序使跟踪支架放平来规避大风带来的风险。当组件面是放平状态时，受风面积很小，有利于支架抗风。对于电站四周外围组件，大风保护角度设计迎风度角，更加能够增强抗风能力。大风第二部分设计亮点在优化风速定值的同时，对四周围栏处方阵进行加强设计，在外侧方阵 7根立柱上都增加阻尼器数量，以增强抗风能力。同时开展了缩比例风洞试验，校核其安全设计。第二部分设计亮点通过本光伏电站平单轴跟踪技术的应用，我们进行总结分析，发表论文，探讨北方高纬度地区光伏电站大规模应用平单轴跟踪支架应用技术前景。发表在中国电力企业联合会第三届光伏电站优化设计与运行维护专题交流会议论文集上，获优秀论文二等奖。 04 发表论文，总结平单轴跟踪支架设计应用成果第二部分设计亮点采用多种高效组件，发电能力实证对比三本项目采用单晶 P型、 N 型、异质结等 5种类型组件，包括亿晶单晶 P型 PEKE 310W单面组件，亿晶单晶 P 型 PEKE 375W（半片技术）双面双玻组件，晶澳单晶 P型 PEKE 370W双面双玻组件，锦州阳光 N型 370W双面双玻组件，中智电力异质结 320W双面双玻组件。特别是 N型和异质结组件性能指标更优，转换效率高，衰减率小，处于国内领先水平。 2019年 1-10月份 5种组件之间单位容量发电量对比组件类型单位容量发电量（万 kw.h/MW）发电量排名异质结双面双玻 320W平单 159.51 1 N型双面双波 370W平单 154.79 2 P型双面双波 370W平单 146.94 3 P型双面双波 375W平单 145.79 4 P型单晶单面 310W固定 133.45 5 第二部分设计亮点 2019年 1-10月份 5种组件之间单位容量发电量百分比以 P型单面 310W 固定支架为基准，其他四种形式的双面双玻组件平单轴跟踪支架发电量高于 P型单面 310W固定支架，幅度在 9.25-19.53之间。第二部分设计亮点大规模采用华为组串式逆变器，灵活高效，提升发电量四本项目共采用了 3种型号逆变器，包括 2种组串式逆变器， 1种集中式逆变器。采用华为 75kW、 100kW组串式逆变器；双面组件平单轴配备组串式逆变器，单面组件固定支架配集中式逆变器。第二部分设计亮点 80容量采用了华为组串式逆变器，发电增效优势明显。采用多路 MPPT，使组件与逆变器匹配合理，减小系统发电量损失。具备组串级 IV曲线智能检测功能，精确检测组件缺陷。数量多，容量小，运维灵活性高，故障影响面小。运维人员使用手机 APP软件可以查看设备运行参数情况，包括日发电量、累计发电量、电流、电压、功率等参数，运行检查方便高效。第二部分设计亮点先进的安全运维设计，安全方便运维，故障处理安全高效五 01 采用华氏箱变，高压侧独立开关柜，安全快速处理故障采用电缆中间连接箱，防水防潮，检修维护及故障处理方便 02 采用箱逆变高平台，防水防潮，检修维护及故障处理方便 03 第二部分设计亮点传统光伏电站多采用美式箱变，高压侧没有独立的开关柜，集电线路电缆直接连接到变压器高压侧套管上。箱变和集电线路没有明显的断开点，箱变发生故障处理需要将整条集电线路停电，停电范围大，发电量损失大，运行操作量大。同时高压侧没有接地刀闸作为故障处理的安全措施，工作安全隐患大，易发生人员触电风险。 01 采用华氏箱变，高压侧独立开关柜，安全快速处理故障第二部分设计亮点本项目采用的华式箱变，高压侧带有单独的隔离开关柜，柜内有负荷开关、隔离刀闸、熔断器、接地刀闸等。负荷开关能远方或就地分、合闸操作；隔离刀闸在故障处理时作为箱变和集电线路之间的明显断开点，箱变故障处理不用将整条集电线路停电，停电范围小，发电量损失少，运行操作量少。接地刀闸作为故障处理的接地安全措施，保证了工作人员的人身安全。箱变高压侧带有单独的隔离开关柜