天富20MW光伏并網電站運行分析與運營管理對策*

熊德安，李景云

（新疆天富金陽新能源有限責任公司，新疆 石河子 832000）

天富20MW光伏并網電站運行分析與運營管理對策*

熊德安，李景云

（新疆天富金陽新能源有限責任公司，新疆 石河子 832000）

本文以新疆天富能源股份有限公司已投產運行的20 MW光伏地面電站為例，從電站的實際發電數據出發，從運營管理等多個方面分析電站管理中有待提升之處，并提出對策建議，可供本地光伏電站運營管理參考借鑒。

20 MW光伏；運營管理

2015年，新疆天富金陽一四八團20 MW光伏發電站全年完成發電量2 711.63萬kWh，理論發電量3 524.9萬kWh，上網電量2 692.58萬kWh。電站等效利用小時數1 355.81 h，本站的綜合效率為77%。根據相關評價標準：若75%≤綜合效率≤85%，則電站生產運行情況良好；若綜合效率≥85%，則電站生產運行情況優秀；若綜合效率 ＜75%，則電站生產運行情況有待改進，可判斷出電站運行情況良好[1-2]。

1 電站運行月度分析

圖1 2015年設計發電量和實際發電量月度對比

從圖1可以看出，全年有5個月分別是1月、5月、7月、8月、12月發電量與設計發電量相比下降較大。1月份實際發電量90.125萬kWh，比設計發電量少62.875萬kWh，下降43%，當月日均最高發電量為5.25萬kWh，最低發電量為0.35萬kWh，其主要原因是電站剛投產，設備運行還不穩定。5月份實際發電量257.25萬kWh，比設計發電量少55.75萬kWh，下降17.8%。7月份實際發電量278.075萬kWh，比設計發電量少40.925萬kWh，下降12.8%，其主要原因是由于7月雖然日照時數長，但是由于連續的高溫（2015年7月有2周的超高天氣）使光伏組件的轉換效率下降。10月份實際發電量212.1萬kWh，比設計發電量少26.9萬kWh，下降11.2%，其主要原因是受天氣影響，10月晴天只有6 d，而陰雨天氣13 d，多云12 d。峰值日照時數減少，發電量下降。12月份實際發電量為50.225萬kWh，比設計發電量減少66萬kWh，下降57.79%，是發電量降幅最大的月，其主要原因也是由于受天氣影響。

圖2 2015年月峰值電量

2015年是一四八團光伏電站運行投產的第一年，全年發電量為2 711.63萬kWh，本站第一年的設計發電量是2 961萬kWh，比設計發電量減少249.37萬kWh，完成設計發電量的91.58%。實際發電比設計發電量下降8.42%。日發電量最高12.95萬kWh，最低0.175萬kWh，從圖2可以看出，只有2 d發電量超過4萬kWh，其余都在4萬kWh以下，連續3 d是全年最低負荷0.175萬kWh。其主要原因是受天氣影響，12月晴天只有3 d，而陰雨雪天有27 d，峰值日照時數大幅減少，發電量下降。按設計裝機容量（20 MW）來計算,第一年設備利用小時數是1 467 h，本年度實際利用小時數比設計值減少124.69 h。

2 運營管理對策

2.1 運用光伏發電智能化信息系統作為電站故障分析判別的有效工具，最大程度的降低電站損失

不同于傳統的火電、水電，光伏電站設備數量大幅增加，占地面積大，巡檢費時費力，通過實時監測環境監測儀、匯流箱、逆變器和電能計量表等關鍵設備基于B/S架構的設計，實現了實地與遠程監管的完美結合，全面、直觀地展示了電站關鍵設備的運行情況，及時、準確地提示設備異常信息，快速定位故障設備，輔助運維人員迅速完成現場消缺工作，最大程度地降低了電站損失。

2.2 運用光伏發電智能化信息系統提高發電量和系統效率，推動規范化管理、標準化管理的手段，全面提升電站的生產運行水平

系統以光伏電站生產運行指標體系為標準，在太陽能資源指標、電量指標、能耗指標和設備運行水平指標的基礎上，對太陽能資源、發電量、負荷、性能、損耗及逆變器、匯流箱和電池組串運行情況，進行多層次、多維度綜合對比分析，評估電站生產運行情況，輔助運維人員分析查找影響發電量的各種因素，達到提高發電量和系統效率的目的。光伏發電智能化信息系統包括了日常工作記錄、兩票管理、交接班管理、檢修管理、故障缺陷管理、安全生產管理等功能，為電站的安全生產提供了根本保障，實現了電站日常工作和流程的規范化、標準化、信息化管理，系統同時可自動生成各類生產運行報表，一方面大幅提高了電站的日常工作效率，另一方面又有效的解決了光伏電站運維人員少、新人多、人員穩定性不夠的問題，從而全面提升了電站生產運行管理水平。

2.3 運用光伏發電智能化功率預測系統提升數據精度，滿足調度需要

光伏發電受太陽輻射強度、電池組件溫度、天氣云層和一些隨機的因素的影響比較明顯，具有波動性和間歇性，其發電量和輸出功率隨機性較大，接入電網后對電網的安全和管理可能帶來一系列的問題[3-4]。因此需要對光伏電站的輸出功率進行科學預測，以便電網調度部門統籌安排常規電源和光伏發電的協調配合，及時調整調度計劃。光伏發電智能化功率預測系統是光伏發電智能一體化解決方案的配套產品，為光伏電站提供功率預測和數據上報業務，系統可自動采集光伏電站實時運行數據、自動氣象站監測數據和數值天氣預報數據、自動進行光伏電站未來0.25至4 h的超短期功率預測及未來72 h短期功率預測，并自動上報預測結果。

光伏發電智能化功率預測系統可有效降低光伏接入對電網的不利影響，提高電網運行的安全性和穩定性，減少電力系統的運行成本，充分利用太陽能資源，提升經濟效益和社會效益。

2.4 建設光伏發電智能一體化解決方案，整合設備資源，提升管理效率

光伏發電智能一體化解決方案可有效整合設備資源，減少重復投資，降低建站投資及運行成本；便于施工運維，責任明確；監控、管理、預測一體化，可大大提升電站管理效率；系統維護成本更低，維護更方便。

光伏發電智能一體化解決方案是針對光伏發電目前的運行管理狀況提出的智能化、科學化的解決方案，方案主要包括3個方面：光伏發電智能化監控系統、光伏發電智能化信息系統、光伏發電智能化功率預測系統，可實時了解電站運行狀況，滿足運行人員日常操作、上級系統或電網調度系統對電站的監控、業主對電站運行管理的需求，將光伏電站逐步向智能數字化、集中控制、無人值班模式轉變。通過光伏智能一體化解決方案的實施，可有效整合資源，減少設備重復投資，降低運行成本，保障電站安全、經濟運行，實現光伏電站的科學化管理。

[1]蘇劍，周莉梅，李蕊.分布式光伏發電并網的成本/效益分析[J].中國電機工程學報，2013（34）：50-56.

[2]孫艷偉，王潤，肖黎姍，等.中國并網光伏發電系統的經濟性與環境效益[J].中國人口資源與環境，2011（04）：88-94.

[3]楊超，榑沼弘貴.TDK甲府工廠300 kW太陽能光伏發電系統工程案例介紹[J].智能建筑電氣技術，2011（02）：54-55.

[4]王燕斌.太陽能光伏發電項目投資風險管理研究[D].中國科學院大學（工程管理與信息技術學院），2014.

2016—06—02

新疆生產建設兵團第八師2015年度科技計劃“高緯度地區提升光伏發電效率工藝研究與應用”，項目編號：2015cz04。