5月15日,河北省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)召開(kāi)。石家莊科林電氣股份有限公司的“分布式光伏發(fā)電智能運(yùn)維及優(yōu)化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”成果獲科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
“這一項(xiàng)目主要是圍繞光伏故障診斷與運(yùn)維、并網(wǎng)電能品質(zhì)控制與調(diào)度、分布式光伏電站復(fù)雜異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)通信等關(guān)鍵共性問(wèn)題開(kāi)展技術(shù)創(chuàng)新,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就像給分布式光伏植入了一個(gè)智慧的‘大腦’。”項(xiàng)目組負(fù)責(zé)人、科林研究院副院長(zhǎng)常生強(qiáng)在接受記者采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)。
隨著以太陽(yáng)能為代表的新能源技術(shù)快速發(fā)展,一系列支持政策出臺(tái),鼓勵(lì)各類(lèi)電力用戶(hù)按照“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的方式建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),分布式光伏發(fā)電走上發(fā)展快車(chē)道。
工作人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行問(wèn)題排查和設(shè)備調(diào)試??屏蛛姎?供圖
順應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì),2012年,科林電氣開(kāi)始布局研發(fā)光伏逆變器并投入市場(chǎng),在智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)板塊基礎(chǔ)上,積極發(fā)展新能源業(yè)務(wù)板塊。
在市場(chǎng)推廣的過(guò)程中,工作人員發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題——農(nóng)村地區(qū)本已安裝了不少屋頂光伏電站,但逆變器的銷(xiāo)量始終沒(méi)有太大增長(zhǎng),市場(chǎng)開(kāi)拓越來(lái)越困難。明明政策非常好,為什么需求卻并不旺盛呢?
經(jīng)過(guò)大量走訪(fǎng)調(diào)研,技術(shù)團(tuán)隊(duì)慢慢摸清了緣由:原來(lái)市面上逆變器廠(chǎng)家眾多,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,再加上安裝環(huán)境復(fù)雜多樣,光伏發(fā)電效率并不高。同時(shí),由于分布比較分散,售后服務(wù)也不夠及時(shí),導(dǎo)致業(yè)主安裝熱情受挫。
“逆變器是光伏發(fā)電中一個(gè)非常重要的器件,它的作用是把直流電能轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電。隨著分布式光伏電站的不斷增加和大規(guī)模接入電網(wǎng),會(huì)因消納不足造成大面積過(guò)壓脫網(wǎng),且對(duì)電網(wǎng)造成重大安全隱患。”常生強(qiáng)解釋說(shuō),就如同水流只注入而不流出,光伏發(fā)電如果無(wú)法被及時(shí)使用和消納,就會(huì)造成電壓過(guò)高。為了保護(hù)電網(wǎng)正常運(yùn)行,就會(huì)出現(xiàn)過(guò)壓脫網(wǎng),中斷發(fā)電。中斷后需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù),造成業(yè)主經(jīng)濟(jì)損失。而恢復(fù)發(fā)電時(shí)突然并網(wǎng)產(chǎn)生的較大電流,也會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成沖擊。
“運(yùn)維難、調(diào)控難、監(jiān)管難等深層次問(wèn)題成為制約分布式光伏規(guī)?;瘧?yīng)用的瓶頸,目前,國(guó)際范圍內(nèi)尚無(wú)可借鑒的成熟經(jīng)驗(yàn),也阻礙了我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。”沒(méi)有可借鑒的方法,就自己摸索方法。“我們嘗試通過(guò)開(kāi)發(fā)智能‘大腦’實(shí)現(xiàn)有序發(fā)電、有序并網(wǎng)。”常生強(qiáng)說(shuō),依靠企業(yè)80余人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)及與清華大學(xué)、上海交大、河北工業(yè)大學(xué)、廣西大學(xué)等高校的產(chǎn)學(xué)研合作,技術(shù)攻關(guān)緊鑼密鼓地開(kāi)展起來(lái)。
研發(fā)“分布式光伏智能監(jiān)控運(yùn)維平臺(tái)”期間,課題組攻克高并發(fā)數(shù)據(jù)匯聚可靠設(shè)計(jì)、柔性發(fā)電控制策略及電能質(zhì)量?jī)?yōu)化、高準(zhǔn)確率光伏故障診斷及預(yù)警等多項(xiàng)技術(shù)難題。
智能光伏運(yùn)維服務(wù)中心??屏蛛姎?供圖
讓常生強(qiáng)印象最深的,是解決低壓臺(tái)區(qū)因消納不足導(dǎo)致頻繁脫網(wǎng)問(wèn)題時(shí),課題組長(zhǎng)陳洪雨帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)趕赴現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)。整整3個(gè)月,課題組成員奔波在不同地區(qū)的光伏設(shè)備使用現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室中。經(jīng)過(guò)大量分析研究和反復(fù)試驗(yàn),終于找到脫網(wǎng)原因和解決方案,并采用柔性發(fā)電控制策略,解決并網(wǎng)優(yōu)化控制的難題,保障電網(wǎng)安全的同時(shí)提高了用戶(hù)發(fā)電效率。通過(guò)五年的科研攻關(guān),分布式光伏智能運(yùn)維及優(yōu)化控制系統(tǒng)于2016年投入運(yùn)行,持續(xù)迭代升級(jí),解決了分布分散、地理位置偏遠(yuǎn)、電站質(zhì)量參差不齊且戶(hù)外環(huán)境復(fù)雜多樣等導(dǎo)致的電能品質(zhì)差、頻繁脫網(wǎng)、維護(hù)不到位等問(wèn)題,攻克了分布式光伏電站監(jiān)管難、運(yùn)維難、調(diào)控難三大難題。
該系統(tǒng)現(xiàn)已支持不同廠(chǎng)家設(shè)備的光伏電站無(wú)縫接入,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)視和維護(hù)。用戶(hù)通過(guò)手機(jī)APP可以隨時(shí)隨地查看發(fā)電和收益情況,系統(tǒng)也可以通過(guò)數(shù)據(jù)收集與分析,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電站運(yùn)營(yíng)情況,主動(dòng)干預(yù)、調(diào)節(jié)及提示故障,保障發(fā)電安全與發(fā)電效率。
目前,該系統(tǒng)應(yīng)用產(chǎn)品已覆蓋全國(guó)并出口海外,直接經(jīng)濟(jì)效益6.2億元,接入電站1.6萬(wàn)余座。應(yīng)用該系統(tǒng)后,現(xiàn)場(chǎng)施工效率提高80%左右,運(yùn)維成本則降低60%~80%,累計(jì)節(jié)約運(yùn)維成本1000萬(wàn)元以上。發(fā)電效率和用戶(hù)收益均提高10%以上,用戶(hù)使用意愿明顯提升,在產(chǎn)業(yè)扶貧中,發(fā)揮了更加重要的作用。
“獲得全省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),對(duì)我們來(lái)說(shuō)是榮譽(yù),更是前行的動(dòng)力。我們將堅(jiān)持智慧電力技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新發(fā)展,讓更多人享受智慧電力帶來(lái)的舒適生活,為電力事業(yè)蓬勃發(fā)展做出貢獻(xiàn)。”常生強(qiáng)說(shuō),下一步,科林電氣擬打造新能源的“虛擬電廠(chǎng)”,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上售電交易,并結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù),建立去中心化的交易模式,實(shí)現(xiàn)用戶(hù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)能源交易。