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存量电站技术改造,市场潜力巨大

字号+ 作者:admin 来源:未知 2018-09-12 13:18 我要评论( )

存量电站技术改造,市场潜力巨大 160GW存量电站 9月6日,发改委能源研究所数据:2018年1月~7月,光伏新增装机共31.35GW,累计为161.67GW; 2009年,常规多晶硅组件的平均效率为14.1%,折合60片组件为230W;如今,效率为19.2%的315W组件已经实现量产! 巨大的

 

 

 

 
 

 

存量电站技术改造,市场潜力巨大

 

 

160GW存量电站

9月6日,发改委能源研究所数据:2018年1月~7月,光伏新增装机共31.35GW,累计为161.67GW;

2009年,常规多晶硅组件的平均效率为14.1%,折合60片组件为230W;如今,效率为19.2%的315W组件已经实现量产!

 

巨大的存量市场,和飞速迭代的系统效率、系统成本之间,碰撞出了瞩目的火花——存量电站技术改造

特别是光伏新政之后,存量电站的隐性价值增加,更是让人不得不关注这个可能的增长动力。

 

一、存量电站关注要点

  • 存量电站越来越多 & 新建电站指标和补贴越来越少

  • 存量电站问题: 设计安装不规范、设备效率变低或已不能工作

  • 早期的电站电价 :金太阳项目、早期享受国家补贴、工商业电价

  • 投资者关系(对电站有迫切的技改需求—业主方的要求、运维部门对发电量的考核)

  • 新技术的应用(高效组件、大功率组串式逆变器、跟踪支架等)

  • 单瓦成本的降低促进了电站的技改实施

二、光伏电站技改方向

1、效益型技改

电站增容改造

组件自清洁改造(智能清洗设备/SSG纳米涂层技术)

老旧设备更换 (组件、逆变器更换)

PID效应抑制装置改造等

2、生产类技改

政策性技改

  • AVC系统升级改造

  • 无功补偿改造

  • 监控系统升级技改

 

安全性技改

  • 电力监控系统安全防护技改(增加涉网设备防火墙)

  • 屋顶锈蚀桥架、电缆槽盒改造

  • 防雷接地、安全标识、不规范爬梯改造等

三、光伏电站技改目的

  • 提高设备效率,提高发电量

  • 提高设备安全,优化生产环境

  • 提高设备故障快速处理能力

  • 降低运维成本

四、光伏电站技改工作

  1. 技术改造准备工作(技改申请、方案制定、经济性评估等)

  2. 技改方案论证

  3. 技改协议、技改合同签署

  4. 技改实施

  5. 设计施工管理、技改文件管理

  6. 技改评价等

五、光伏电站具体实施

效益型技改

效益型技改是为提高电站的发电能力、发电效率,改善或提高电站的经济效益而进行的设备更新、改造和升级 。

1、电站增容

很多设计院给出的设计按照1:1的容配比进行设计,实际上从系统平均化度电成本( LCOE)和内部收益率(IRR)来看,系统最优的容配比要大于1:1。

 

存量电站还考虑到系统损耗(组件衰减、安装方式、线损、组件遮挡和一致性问题),通过补偿超配和主动超配的方式使电站增容。

①补偿超配—调整容配比,使逆变器在光照最好的时候能达到满载输出。

②主动超配—在补偿超配使得逆变器部分时间段达到满载工作后,继续增加光伏组件容量,通过主动延长逆变器满载工作时间,在增加的组件投入成本和系统发电收益之间寻找平衡点,实现LCOE最小,这就是光伏系统主动超配方案设计思路。

部分电站实际安装容量小于申报容量,

继续利用闲置屋顶或闲置空地安装光伏。

 

2、组件自清洁改造

SSG纳米涂层改造

七大优点:

① 提升组件转换效率

② 超强亲水性带走灰尘

③ 抗静电能力

④ 分解有机物(鸟粪等)

⑤ 无毒无害无污染

⑥ 可现场喷涂

⑦ 延缓组件背板EVA老化,延长组件寿命

 

SSG材料是一种功能性水基溶液,主要组分为无机氧化物和二氧化钛。在玻璃表面喷涂SSG,可不经过热处理快速形成无机纳米结构的膜层。该膜层不但能增加玻璃的透光率,提高组件的发电效率,还能使光伏组件玻璃表面拥有超亲水能力和自清洁能力,消除灰尘和有机污渍对组件的影响,将有助于提升光伏组件的发电量。在瞬时和长期增发机制的共同影响下,发电量提升幅度3-5%。其中,组件转换效率提高能为组件贡献1-2%的增发比例,自清洁能力能够为组件贡献2-3%的增发比例。

目前SSG技术已应用多个光伏电站,例如国华巴彦淖尔10MW光伏电站SSG防尘技改、协鑫陕西横山晶合50MW光伏项目SSG技改、上海大唐保税区5MW分布式电站SSG技改、汝州协鑫单体100MW项目SSG技改等多个项目。

智能清洗机器人

陕西榆林国电投地面电站

上海晶澳太阳能屋顶电站

苏州春兴新能源屋顶电站

 

改造前后发电数据对比

摘自安轩科技智能运维机器人数据对比

 

3、老旧设备更换

光伏电站设备或部件存在效率低甚至无法正常工作(如组件严重衰减、热斑、隐裂等),设备过保运维费用高、原设备或部件不再生产、设计变更等各种原因导致不能按照电站原设备型号进行采购,电站需要使用其他品牌或其他型号的设备进行更换,以满足设备或系统正常运行。    

 

常见的替换场景为:

① 失效组件替换为常规组件甚至是高效组件;

②  小功率组件替换为大功率组件 (譬如250Wp替换成285Wp);

③  集中式逆变器替换为组串式逆变器;

④  旧的组串式逆变器替换为最新的组串式逆变器等;

 

4、PID抑制改造

PID效应(Potential Induced Degradation)指组件长期在高电压工作,在盖板玻璃、封装材料、边框之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使得电池片表面的钝化效果恶化,导致填充因子、短路电流、开路电压降低,使组件性能低于设计标准。

 

对PID抑制改造项目,可在固德威逆变器内部加装一块防PID的模块,该PID模块在逆变器正常工作时,该PID模块设置为不工作以降低整个系统的损耗,当检测到光伏面板电压低于设定值(低于逆变器启动电压),PID模块才开始工作,此时逆变器已停止工作;PID模块从AC侧取电,使PV-对PE有一个正向的电压,将PV电池片中的杂质电子流回玻璃面板,从而恢复到出厂时的功率。

 

生产型技改

根据国家、行业相关标准要求、或根据集团公司、电网调度的相关要求,对电站设备进行更新、改造和升级。

 

1、涉网设备改造

  • 满足国家发改委【2014】14号令《电力监控系统安全防护规定》要求。

  • 满足《电力监控系统安全防护总体方案》要求。

  • 满足调度自动化冗余性要求。

  • 提高调度数据网可靠性与网络设备安全防护性能。

  • 新增一套电力调度数据网,冗余通道

  • 非实时防火墙纵向加密(纵向全加密)

  • 对交换机配置登录权限和管理地址

  • 关闭路由器、交换机未使用端口

  • 调度数据网柜新接入冗余电源

  • 安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证 的基本原则

 

2、监控系统改造

  • 多家逆变器品牌兼容到统一的监控系统;

  • 多种监控方式兼容到统一的监控系统;

  • 视频安防、汇流箱、箱变、环境检测仪等数据兼容到统一的监控系统;

  • 监控集成远程数据分析、故障告警、工单派送、报表下载、运维建议等多项功能。

六、案例分享

项目名称:江阴市3.12MWp光伏项目工程

建设单位XXXX有限公司

上网模式:本系统为10KV并网系统,所发电量由用户优先使用(电价打八折),不足部分由电网供应,在用户低负荷时段,多余电量可卖给电网。

电价:综合电价约1.0~1.1元/度电(度电补贴为0.42元/度,工业电价为0.80元/度,脱硫煤电价为0.39元/度)

并网时间:2014年12月。

2016年电站发电数据统计

改造原因

  1. 发电量低(有阴影遮挡,集中式受阴影遮挡较为严重);

  2. 运维公司可以对组件进行维护,但是逆变器厂家已不生产该型号逆变器,运维难度大;

  3. 负责项目的运维部门对发电量有考核指标;

  4. 电站改造是目前利用人员、提升收益的有效途径;

  5. 现阶段新建电站的收益下降,风险较大,电站技改更为保险。

 

改造内容

前期对1MWp,两台集中式逆变器进行改造。

把集中式逆变器替换成组串式逆变器。

 

现场勘查

屋顶

组件

太阳能组件采用爱康生产的多晶硅250W组件,组件都是20块一串;换成组串式逆变器,无需改变组串数量,减少了施工难度。

 

直流汇流箱

  • 组串至汇流箱的线缆采用PV 1-F 1*4mm²光伏专用电缆,沿支架横梁敷设,无横梁的地方穿镀锌钢管或PVC-U管或在桥架内敷设。

 

  • 在女儿墙较低的地方直流汇流箱单独做支撑架,如图1;在女儿墙高度合适的地方汇流箱壁挂在女儿墙上,如图3.

 

桥架

  • 14台直流汇流箱(其中16进1出 10台,10进1出 4台 )通过一根电缆桥架引下来,接入大概80米左右逆变器房里的直流配电柜。

 

  • 在电缆桥架上敷设的电缆在进入和引出桥架时,需穿镀锌钢管或PVC-U管,金属蛇皮管,挠性金属套管或配线槽等保护,在电缆沟埋设深度不低于0.8m。

 

直流配电柜

集中式逆变器

变压器

技改难点

①集中式逆变器的输出电压是270V,市面上三相组串式逆变器逆变器电压为380V/480V/540V等;

② 集中式逆变器是放在地面,组串式逆变器考虑直流损耗的关系放置在屋顶;

③ 原有项目要拆除的部分。

 

技改方案

方案一:更换集中式逆变器的同时更换变压器,增加了变压器的成本;

方案二:通过软件把组串式逆变器的输出电压调成270V,但是逆变器会降载输出,数量会增加。

逆变器数量对比

方案经济性对比

 
 
方案一(380V方案)要更换变压器,施工难度大,原有的变压器也没有地方存放。故选择方案二(270V方案),从经济性角度也有优势,预测系统效率从64%提升至70%,提升6个百分点。全年发电量提升8万度电。全年收益提升约为8.5万元。(注:电站发电效率提升越大,技改效果越明显。)
 
 

改造方案详情

总结

下半年来看,电站技改将成为一个热点项目,近鉴于大部分技改电站项目情况复杂,本文中虽提供了多种方案建议,恐怕还是有不够完善的地方,欢迎探讨。

 

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