光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)研究—以張家口為例

羅振成 張桂枝

（張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 張家口 075000）

光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)研究—以張家口為例

羅振成 張桂枝

（張家口職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 張家口 075000）

大型的光伏電站主要由現(xiàn)場監(jiān)控、本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控組成。光伏并網(wǎng)發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)完成對光伏電站運行狀況的數(shù)據(jù)顯示、分析、存儲，完成光伏電站的發(fā)電狀況和運營調(diào)度。

新能源；光伏發(fā)電；監(jiān)控系統(tǒng)

1 背景

人類對煤、石油和天然氣這些不可再生化石資源的過度開采，不僅導(dǎo)致能源短缺，也造成了環(huán)境污染，引起溫室效應(yīng)等一系列環(huán)境問題，這已引起世界各國的高度重視。我國政府在“十一五”、“十二五”國家發(fā)展規(guī)劃中，對太陽能、風(fēng)能等可再生新型能源的開發(fā)和利用給予大力支持，全國提倡“節(jié)能減排”，倡導(dǎo)“綠色環(huán)保”。發(fā)展太陽能發(fā)電是改善生態(tài)、保護環(huán)境的一種有效途徑，太陽能光伏發(fā)電作為一種可再生新能源而發(fā)展迅速[1]。

2 張家口發(fā)展光伏發(fā)電的條件

張家口位于京、晉、冀、蒙四省市交界處，氣候四季分明，晝夜溫差大。區(qū)域年日照時數(shù)為2 800h—3 100h，每平方米太陽總輻射為1 500kwh/m2—1 700kwh/m2，屬太陽能輻射Ⅱ類區(qū)域，極具開發(fā)價值，是發(fā)展光伏發(fā)電項目的首選地區(qū)。

3 張家口光伏發(fā)電項目建設(shè)

張家口地區(qū)的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)已順利起步，而且發(fā)展迅速。項目建設(shè)基本是以能源公司投資與區(qū)縣合作的方式。海潤光伏科技股份有限公司投資5億元在沽源縣白土窯鄉(xiāng)建設(shè)容量為50兆瓦的光伏電站，電站建成后可年均發(fā)電7 650萬度；江蘇振發(fā)能源集團在康保縣建裝機1.5GWp光伏發(fā)電項目；華源電力投資40億元在陽原建總規(guī)劃容量為300兆瓦的光伏發(fā)電項目，項目建成后，年均上網(wǎng)電量可達1.5億千瓦；江蘇三豐光華投資有限公司河北分公司投資3億萬元在陽原建總裝機量為30MW地面光伏電站；尚義縣與北車中鐵軌道交通裝備有限公司等12家大型新能源企業(yè)一次性簽訂了總投資280億元、總規(guī)模258萬千瓦的36項光電開發(fā)協(xié)議。張家口保勝新能源科技有限公司用廠房屋頂組建容量為600千瓦的分布式光伏發(fā)電項目已成功并網(wǎng)，該項目日均發(fā)電2 083.33千瓦時，年均發(fā)電可達66.42萬千瓦時。

這些建設(shè)項目的成功發(fā)電帶動著張家口地區(qū)的光伏產(chǎn)業(yè)沿兩個方向發(fā)展：一是鼓勵資助企業(yè)或家庭組建分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，滿足企業(yè)或家庭自身用電；二是繼續(xù)引進外資建設(shè)規(guī)模性光伏電站，實現(xiàn)并網(wǎng)遠程輸電。張家口地區(qū)光伏發(fā)電項目可緩解北方電力的供需矛盾，有效改善張家口地區(qū)及首都北京的環(huán)境污染，同時也為企業(yè)的發(fā)展及西北地區(qū)新能源的拓展搭建良好平臺。

4 光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

隨著光伏發(fā)電規(guī)模的不斷壯大，光伏發(fā)電將成為區(qū)域電力來源的重要組成部分。規(guī)模性的太陽能電站的發(fā)電狀況和運營調(diào)度，需要設(shè)計一個統(tǒng)一的光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對光伏電站運行中的數(shù)據(jù)和信息進行集中采集、監(jiān)測、存儲、分析和顯示，以便掌握光伏電站的運行狀況獲取運營管理經(jīng)驗，為光伏電站的經(jīng)濟運行及未來光伏電站的設(shè)計提供充實的科學(xué)依據(jù)。

根據(jù)實際情況設(shè)計的光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由現(xiàn)場監(jiān)控、本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控三大部分組成。并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖：

現(xiàn)場監(jiān)控利用LCD顯示屏和應(yīng)急啟停按鍵實現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控，定時讀取各監(jiān)控參數(shù)值。LCD人機界面由單片機進行控制，通過MODBUS協(xié)議與DSP控制板進行通信，實現(xiàn)對現(xiàn)場故障應(yīng)急啟停控制，顯示各項運行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、一定時間內(nèi)的歷史故障數(shù)據(jù)、總發(fā)電量數(shù)據(jù)和歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)等。

本地監(jiān)控采用C/S（Client/Server）模式安裝應(yīng)用軟件，由本地監(jiān)控計算機和Web服務(wù)器通過多線程技術(shù)實現(xiàn)實時監(jiān)控和實時存儲。監(jiān)控計算機將采集的數(shù)據(jù)進行存儲、分析，并通過各種樣式的圖形圖表快速反映現(xiàn)場設(shè)備的運行情況，將需要的數(shù)據(jù)生成報表以及打印導(dǎo)出進行更為專業(yè)的計算分析。操作人員可通過軟件輸入相應(yīng)的控制信息控制設(shè)備的運行狀態(tài)。

遠程監(jiān)控的電力調(diào)度中心采用B/S（Browser/Server）模式通過Internet網(wǎng)實現(xiàn)與本地監(jiān)控服務(wù)器相連進行監(jiān)控，操作人員可隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)和IE瀏覽器實施遠程監(jiān)控及對電站進行調(diào)度。電力調(diào)度中心通過遠程通信網(wǎng)絡(luò)收集電站運行的實時信息，從全局的角度對整個電站的運行狀態(tài)進行監(jiān)視、安全性分析、狀態(tài)估計、遠程調(diào)控等，從而保證電站的安全穩(wěn)定運行，提高電能質(zhì)量，確保電網(wǎng)的經(jīng)濟運行并參與企業(yè)經(jīng)營管理。

5 總結(jié)

張家口地區(qū)大力推進光伏電站的建設(shè)，使太陽能得到充分利用，對減少環(huán)境污染、節(jié)約淡水資源、改善大氣環(huán)境、推動綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)綠色崛起產(chǎn)生積極的作用，具有明顯的節(jié)能、環(huán)保和社會經(jīng)濟效益。

[1]王長江.太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的研究[D].華北電力大學(xué)，2010.

羅振成（1974.3—），男，漢族，河北遷西人，工學(xué)碩士，講師，主要從事電氣自動化技術(shù)、PLC技術(shù)研究。

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1003-5168(2014)03-0101-01