采煤沉陷區(qū)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)光伏領(lǐng)跑者示范基地建設(shè)方案

1、山西陽(yáng)泉市采煤沉陷區(qū)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)光伏領(lǐng)跑者示范基地建設(shè)方案 PAGE56山西陽(yáng)泉市采煤沉陷區(qū)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)光伏發(fā)電示范基地建設(shè)方案2016 年 8 月領(lǐng)跑者項(xiàng)目選用智能光伏解決方案的建設(shè)方案技術(shù)先進(jìn)性一覽表項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)優(yōu)勢(shì)說明索引技術(shù)先進(jìn)性重點(diǎn)設(shè)備技術(shù)先進(jìn)性多晶硅單玻組件轉(zhuǎn)換效率高達(dá)16.5%,滿足領(lǐng)跑者指標(biāo)要求；組件采用先進(jìn)的PERC光伏電池前沿技術(shù)，并承諾在本項(xiàng)目全容量應(yīng)用。技術(shù)管理能力先進(jìn)性投資商具有6項(xiàng)光伏電站項(xiàng)目開發(fā)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；投資商承擔(dān)國(guó)家863、973、科技支撐項(xiàng)目、國(guó)家或省部級(jí)科研項(xiàng)目并通過驗(yàn)收共4項(xiàng)；投資商獲得光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)明專利8項(xiàng)。領(lǐng)跑者項(xiàng)目選用智能光伏解決方案的建設(shè)方案合理性和

2、創(chuàng)新性說明一覽表項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)優(yōu)勢(shì)說明索引系統(tǒng)能力先進(jìn)性系統(tǒng)能力先進(jìn)性(系統(tǒng)效率高達(dá)84.01%)1）本投標(biāo)方案選用智能光伏解決方案，采用多種先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案提升系統(tǒng)能力先進(jìn)性：多路MPPT技術(shù)：本投標(biāo)方案每個(gè)MW子陣多達(dá)88路MPPT，相比每個(gè)子陣僅2路8路MPPT的集中式方案，能夠有效的降低因組串一致性問題（衰減不一致、組件熱斑故障）、灰塵遮擋不均勻、陰影遮擋及組串朝向、傾角不一致導(dǎo)致的失配損失，提升系統(tǒng)效率；高效功率變換技術(shù)：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器為國(guó)內(nèi)首批通過CQC中國(guó)效率測(cè)試的逆變器，中國(guó)效率高達(dá)98.49%，達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；低運(yùn)行/待機(jī)自耗電技術(shù)：本次投標(biāo)方案中的智能組

3、串式逆變器采用無外置風(fēng)扇設(shè)計(jì)，運(yùn)行自耗電小于20W，夜間待機(jī)自耗電小于1W，可有效降低設(shè)備自用電損耗；低啟動(dòng)電壓技術(shù)：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器啟動(dòng)電壓僅200V，優(yōu)于領(lǐng)跑者先進(jìn)性指標(biāo)要求；高效MPPT跟蹤技術(shù)：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器MPPT平均靜態(tài)跟蹤效率高達(dá)99.9%，平均動(dòng)態(tài)跟蹤效率高達(dá)99.37%；高可用度技術(shù)(可用度高達(dá)99.9%)：本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站解決方案，以設(shè)備組網(wǎng)簡(jiǎn)單、無易損件技術(shù)、IP65防護(hù)技術(shù)及零接觸運(yùn)維技術(shù)，提高光伏電站的系統(tǒng)可用度；組件采用24塊/串的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案：24塊一串組串工作電壓700750V，組串輸入電壓在740V左右時(shí)，逆變器效率

4、最高； 24塊全天工作電壓在700750V之間，22塊全天工作電壓在650V700V之間，24塊一串逆變器效率提升0.30.4%，詳細(xì)描述詳見章節(jié)“4.5.2光伏組件串聯(lián)數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)”。各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）優(yōu)良的電網(wǎng)友好性1）本投標(biāo)選用智能光伏電站方案，該方案中的智能組串式逆變器和光伏電站系統(tǒng)具備先進(jìn)的系統(tǒng)能力，具備優(yōu)良的電網(wǎng)友好性：零電壓穿越與頻率擾動(dòng)測(cè)試：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器通過青海格爾木電站現(xiàn)場(chǎng)零電壓穿越、頻率擾動(dòng)及電能質(zhì)量三項(xiàng)測(cè)試，優(yōu)于領(lǐng)跑者項(xiàng)目技術(shù)要求；電能質(zhì)量測(cè)試：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器為國(guó)內(nèi)首家通過低壓并網(wǎng)場(chǎng)景浙江嘉興光伏電站現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試的光伏并網(wǎng)逆變

5、器；高電壓穿越測(cè)試：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器通過中國(guó)電力科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室高電壓穿越測(cè)試。各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性資源建設(shè)條件的充分利用1）本投標(biāo)方案選用重量?jī)H55kg的智能光伏逆變器，對(duì)道路基礎(chǔ)建設(shè)和設(shè)備安裝土建基礎(chǔ)無要求，充分利用土地資源：智能光伏電站解決方案中的智能組串式逆變器重量?jī)H55kg，兩人協(xié)作即可完成設(shè)備安裝，無需大型施工設(shè)備，安裝簡(jiǎn)單，且設(shè)備分散布置于組件支架橫梁上，不占用農(nóng)業(yè)用地和林地，不改變土地性質(zhì)，相比傳統(tǒng)集中式逆變器，每100MW可節(jié)約用地30畝，提高土地利用率。各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）4.5.1整體優(yōu)化方案1）針對(duì)沉陷區(qū)土地承載力較差，投標(biāo)方案選用

6、重量?jī)H55kg的輕量化設(shè)備，并通過分散布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低對(duì)局部土地承載力的要求，防止發(fā)生沉陷：智能光伏方案，選用重量?jī)H55kG的智能組串式逆變器，1MW子陣僅1.1噸，分散布置，不會(huì)造成進(jìn)一步沉陷；傳統(tǒng)集中式方案，采用集裝箱式逆變器或土建機(jī)房，單體集裝箱機(jī)房重量通常大于5噸，對(duì)沉陷區(qū)土地局部承載力造成極大的考驗(yàn)；2）針對(duì)沉陷區(qū)煤灰大，地形復(fù)雜導(dǎo)致電站占地面積大，投標(biāo)方案優(yōu)化選用IP65防護(hù)、無熔絲無外置風(fēng)扇的全密閉智能組串式逆變器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)：智能光伏電站方案中的智能組串式逆變器采用全密閉自然散熱設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP65，徹底隔離外部環(huán)境對(duì)逆變器內(nèi)部器件的影響，防止煤灰進(jìn)

7、入設(shè)備內(nèi)部造成設(shè)備損壞，提升逆變器的運(yùn)行可靠性，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)集中式方案中的逆變器以集裝箱或土建機(jī)房為承載，防護(hù)等級(jí)最高僅為IP54，無法徹底隔絕煤灰進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)部，而機(jī)房?jī)?nèi)的逆變器防護(hù)等級(jí)僅為IP20，煤灰進(jìn)入逆變器內(nèi)部將嚴(yán)重影響設(shè)備的電氣絕緣，造成設(shè)備短路起火，也容易吸附在風(fēng)機(jī)軸承上，伴隨風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)磨損軸承，造成器件在短時(shí)間內(nèi)失效，影響光伏電站的運(yùn)行可靠性。3）針對(duì)沉陷區(qū)的煤矸石山和林草植被等場(chǎng)景，本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，采用減少直流環(huán)節(jié)和縮短直流線纜的設(shè)計(jì)，消除火災(zāi)對(duì)林草植被等生態(tài)的潛在危害本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，系統(tǒng)組網(wǎng)簡(jiǎn)單，組串輸出直接接入智能組串式逆變器，無直

8、流匯流箱和直流配電柜，簡(jiǎn)化直流環(huán)節(jié)，降低直流線纜短路故障概率，減少直流拉弧引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，提升電站運(yùn)行安全性；智能光伏電站解決方案每?jī)陕方M串接入一路MPPT，兩路組串的在線纜故障點(diǎn)疊加的短路電流最大不超過20A，僅為傳統(tǒng)集中式方案的1/8，而組串故障時(shí)的反灌電流不超過10A，不會(huì)對(duì)故障組串造成損害；4）結(jié)合沉陷區(qū)適宜開發(fā)林光項(xiàng)目的土地綜合利用場(chǎng)景，投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，采用具備可靠RCD保護(hù)功能的智能組串式逆變器選型設(shè)計(jì)，可減少人員頻繁進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，保障人員安全本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，該方案中的智能組串式逆變器采用無直流熔斷器和外置散熱風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)等易損部件設(shè)計(jì)，降低日常巡檢和維護(hù)頻率

9、，減少人員頻繁進(jìn)出損害作物；智能組串式逆變器具備可靠RCD（殘余電流檢測(cè)）保護(hù)功能的智能光伏控制器，高精度傳感器在檢測(cè)到漏電流大于30mA時(shí)可在150ms內(nèi)切斷電路，可有效限制接觸電流，相比集中式逆變器，能更好地保障運(yùn)維人員安全。5）結(jié)合領(lǐng)跑者基地需后評(píng)估電站系統(tǒng)效率和組件衰減率等要求，投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，實(shí)現(xiàn)高精度和在線智能評(píng)估的優(yōu)化設(shè)計(jì)：智能光伏解決方案采用先進(jìn)的組串智能監(jiān)測(cè)與分析技術(shù)，數(shù)據(jù)檢測(cè)精度高達(dá)0.5%（經(jīng)過TUV認(rèn)證），并結(jié)合先進(jìn)的組串智能監(jiān)測(cè)與分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏廠區(qū)每路組串的電壓、電流數(shù)據(jù)的精確檢測(cè)，精度高達(dá)0.5%并通過TUV認(rèn)證中心檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)組串故障智能判定和

10、精確定位；采用組件衰減自動(dòng)評(píng)估技術(shù)，即組件I-V曲線在線掃描，通過萊茵TUV認(rèn)證。能夠通過智能組串式逆變器和站控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線可靠評(píng)估廠區(qū)內(nèi)的所有組件的衰減情況，通過智能的分析與判定識(shí)別組件故障；采用先進(jìn)的電站智能營(yíng)維分析技術(shù)，融合5點(diǎn)4段PR分析法，通過采集組件表面輻照度、逆變器輸入、輸出功率、箱變輸入功率、上網(wǎng)電量等數(shù)據(jù)計(jì)算出發(fā)電單元的PR值，并通過子陣內(nèi)和子陣間的橫向、縱向?qū)Ρ?，快速查找出子陣薄弱環(huán)節(jié)，幫助提升電站PR值。各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）4.5.12）4.8.13）4.8.24）5.3.2電站創(chuàng)新建設(shè)水平1）底層設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)：減少人的介入，全自動(dòng)化運(yùn)行無易損部件技術(shù)：本次投標(biāo)

11、方案中的智能組串式逆變器采用無外置風(fēng)機(jī)、熔斷器等易損件設(shè)計(jì)，避免因易損部件失效導(dǎo)致故障的發(fā)生；IP65防護(hù)技術(shù)：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器采用全密閉設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP65，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部惡劣環(huán)境的隔離，提升逆變器的可用度；零接觸運(yùn)維技術(shù)：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器采用零接觸運(yùn)維技術(shù)，當(dāng)逆變器發(fā)生故障時(shí)，可通過快速更換的方式，20分鐘即可排除故障，無需現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，降低故障影響時(shí)間，提升系統(tǒng)效率；組串智能監(jiān)測(cè)技術(shù)：通過逆變器可精確采集每路組串電壓、電流數(shù)據(jù)，檢測(cè)精度高達(dá)0.5%，并經(jīng)過TUV認(rèn)證中心認(rèn)證，是直流匯流箱的6倍，實(shí)現(xiàn)整個(gè)光伏電站組串?dāng)?shù)據(jù)的精確采集，從而通過組串電壓、電流數(shù)據(jù)分

12、析能夠?qū)崿F(xiàn)組件故障智能判定和精確定位；2）通訊數(shù)據(jù)信息化技術(shù)：光伏電站創(chuàng)新的高速通訊技術(shù)（傳輸速率100kbps）PLC電力載波通訊技術(shù)：本投標(biāo)方案采用PLC電力載波通訊代替?zhèn)鹘y(tǒng)RS485通訊，通訊速率高達(dá)115.2kbps，無需布置通訊線，降低施工難度，避免因農(nóng)田作業(yè)時(shí)損壞通訊線纜，有效解決因山地電站子陣區(qū)維護(hù)道路不佳等因素導(dǎo)致維護(hù)難度大成本高的問題，提升電站通訊速率和通訊可靠性；4G LTE無線通訊技術(shù)：本投標(biāo)方案采用4G LTE無線通訊技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)光纖環(huán)網(wǎng)，無需布置光纖線路，降低施工難度，縮短施工周期，避免因農(nóng)田作業(yè)時(shí)損壞通訊線纜，有效解決因山地電站子陣區(qū)維護(hù)道路不佳等因素導(dǎo)致維護(hù)難度大

13、成本高的問題，提升電站通訊可靠性。3）光伏電站智能化技術(shù)：系統(tǒng)狀態(tài)自動(dòng)診斷、自動(dòng)調(diào)節(jié)和修復(fù)：組件衰減自動(dòng)評(píng)估技術(shù)：本投標(biāo)方案采用智能光伏電站解決方案，通過智能組串式逆變器和管理系統(tǒng)，一鍵啟動(dòng)即可完成光伏電站所有組串的掃描和分析，無需專業(yè)人員和設(shè)備上站。該技術(shù)能夠有效識(shí)別組件常見的衰減、隱裂、熱斑、旁路二極管擊穿、功率異常、PID效應(yīng)等故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏組件的智能診斷，成為電站的“醫(yī)生”；5點(diǎn)4段PR分析技術(shù)：通過采集組件表面輻照度、逆變器輸入、輸出功率、箱變輸入功率、上網(wǎng)電量等數(shù)據(jù)計(jì)算出發(fā)電單元的PR值，并通過子陣內(nèi)和子陣間的橫向、縱向?qū)Ρ龋焖俨檎页鲎雨嚤∪醐h(huán)節(jié)，幫助提升電站PR值；遠(yuǎn)程/移動(dòng)

14、運(yùn)維技術(shù)：通過集中管理系統(tǒng)和移動(dòng)運(yùn)維平臺(tái)將電站運(yùn)維專家集中固化管理，通過智能分析自動(dòng)生成運(yùn)維建議和電子工作票，指導(dǎo)遠(yuǎn)程運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端電站“無人值班，少人值守”；智能組件清洗分析技術(shù)：可以通過將發(fā)電量、電價(jià)、清洗成本、輻照度、灰塵影響度及未來天氣情況進(jìn)行綜合分析，尋找到組件最佳清洗時(shí)間點(diǎn)，幫助投資商提升電站投資收益率。4）DC1500V組串式智能光伏解決方案：高壓小直流安全技術(shù)：（1）本投標(biāo)方案試點(diǎn)應(yīng)用1500V組串式智能光伏解決方案，直流電壓高電流小，直流節(jié)點(diǎn)少，短路概率低，且僅每?jī)陕方M串接入一路MPPT，即使出現(xiàn)短路故障，在短路點(diǎn)疊加的電流值最大不超過20A，極大的降低了起火風(fēng)險(xiǎn)，提升光伏電

15、站的安全性；（2）智能組串式逆變器每?jī)陕方M串接入一路MPPT，當(dāng)一路組串出現(xiàn)故障時(shí)，另一路組串的最大反灌電流僅為10A，遠(yuǎn)小于組串的安全反灌電流值15A，相比集中式方案具有更高的可靠性；更低損耗和更高系統(tǒng)效率：（1）本投標(biāo)方案試點(diǎn)應(yīng)用1500V組串式智能光伏解決方案，逆變器就近布置，每組串直流線纜增加不多，電壓提升1.5倍后，STC工況下直流線纜損耗降為原來的44.4%，系統(tǒng)效率提升明顯；（2）標(biāo)準(zhǔn)2.5MW光伏子陣MPPT跟蹤點(diǎn)多大168路，有效提升山地等復(fù)雜場(chǎng)景適應(yīng)性和系統(tǒng)效率。5）組件采用24塊/串的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案：24塊一串組串工作電壓700750V，組串輸入電壓在740V左右時(shí)，逆變器

16、效率最高； 24塊全天工作電壓在700750V之間，22塊全天工作電壓在650V700V之間，24塊一串逆變器效率提升0.30.4%。各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）2）5.3.13）5.3.24）4.9.15）4.5.2技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性結(jié)合沉陷區(qū)土地承載條件的合理性設(shè)計(jì)1）結(jié)合沉陷區(qū)土地承載條件，盡可能減少重型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，減少重型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，該方案中的智能組串式逆變器重量?jī)H為55kg，兩人協(xié)作即可完成設(shè)備安裝，無需大型施工設(shè)備，安裝簡(jiǎn)單，且設(shè)備分散布置于組串支架上，對(duì)土地既不承載力要求低，不會(huì)造成進(jìn)一步沉陷，同時(shí)降低運(yùn)輸和安裝費(fèi)用；傳統(tǒng)集中式方案，采用集裝箱式逆變器或土

17、建機(jī)房，單體集裝箱機(jī)房重量通常大于5噸，必須使用大型施工設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，輔助安裝；土建機(jī)房單體重量超過20噸，對(duì)沉陷區(qū)土地局部承載力造成極大的考驗(yàn)；2) 沉陷區(qū)在電站25年生命周期內(nèi)，土地沉降不均，減少挖溝埋線：本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，采用PLC電力載波和4G LTE無線通訊組網(wǎng)方案，代替?zhèn)鹘y(tǒng)RS485通訊線纜和光纜，實(shí)現(xiàn)大于100kbps的通訊速率，同時(shí)避免因土地沉降不均拉斷通訊線纜，造成監(jiān)控中斷，提升電站通訊可靠性。各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）4.5.12）5.3.1結(jié)合土地綜合利用及生態(tài)修復(fù)要求的合理性設(shè)計(jì)1）結(jié)合基地內(nèi)土地綜合利用及生態(tài)修復(fù)要求，盡量減少土建基礎(chǔ)和逆變器房的建設(shè)本投標(biāo)方案

18、選擇智能光伏電站方案，該方案中的智能組串式逆變器可直接安裝在組件支架橫梁上，無需土建基礎(chǔ)，每100MW可節(jié)省用地30畝，提升土地利用率，同時(shí)降低土建費(fèi)用；傳統(tǒng)集中式方案需修建土建房或集裝箱基礎(chǔ)，嚴(yán)重影響的土地的利用率，改變土地使用性質(zhì)，破壞耕地和宜林地土壤，環(huán)境友好性差；各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）4.5.1結(jié)合土地綜合利用及綜合效益的合理性設(shè)計(jì)1）結(jié)合土地綜合利用及綜合效益的合理性設(shè)計(jì)，合理設(shè)計(jì)光伏子陣，尤其是支架高度、傾角和行間距，保證系統(tǒng)效率高的同時(shí)也能最大程度集約化用地：結(jié)合陽(yáng)泉當(dāng)?shù)鼐暥惹闆r、土地利用率情況、發(fā)電量情況，組件固定支架傾角推薦37（最佳傾角設(shè)計(jì)），行間距為10m（在保證土地利

19、用率的前提下降低前后排遮擋），東西坡小于10可按照階梯布置，大于10的區(qū)域采用隨坡就勢(shì)的方式進(jìn)行布置；南坡應(yīng)最大限度的利用，對(duì)于小于10的北坡應(yīng)采用加大間距設(shè)計(jì)，縮短遮擋時(shí)間；各方案要點(diǎn)詳見章節(jié)：1）4.5投資商申報(bào)電價(jià)合理性智能光伏電站方案上網(wǎng)電價(jià)低較集中式方案0.030.0元/kWh智能光伏電站方案同等投資，發(fā)電量收益更高和維護(hù)成本更低：1）初始投資相當(dāng)：不考慮組件和逆變器設(shè)備時(shí)，以全部直流相關(guān)設(shè)備、箱式升壓變和子陣區(qū)通訊等設(shè)備采購(gòu)及安裝的初始投資來看，以組串式逆變器為核心的智能光伏方案，初始投資較傳統(tǒng)光伏方案節(jié)省0.224元/W。若考慮組件和逆變器價(jià)格，智能光伏方案和傳統(tǒng)集中式方案在初始

20、投資上成本基本持平：智能光伏解決方案在除組件和逆變器外的設(shè)備方面節(jié)省約0.151元/W；智能光伏解決方案在線纜方面節(jié)省約0.039元/W智能光伏解決方案在設(shè)備安裝方面節(jié)省約0.034元/W2）發(fā)電量更高：智能光伏電站解決方案系統(tǒng)效率更高，發(fā)電量較傳統(tǒng)集中式方案高3%以上。部分現(xiàn)場(chǎng)電站發(fā)電量比拼數(shù)據(jù)請(qǐng)參考“智能光伏電站解決方案的上網(wǎng)價(jià)格合理性詳細(xì)說明”3）后期運(yùn)維成本低：后期運(yùn)維智能光伏解決方案在熔絲、風(fēng)扇等方面節(jié)省大量成本，運(yùn)維人工成本智能光伏電站解決方案比傳統(tǒng)集中式方案節(jié)省20%50%：熔絲運(yùn)維成本25年節(jié)省約30300萬/100MW風(fēng)扇運(yùn)維成本25年節(jié)省約175260萬/100MW詳見章節(jié)

21、：4.4.4本設(shè)計(jì)方案計(jì)劃采用以組串式逆變器為核心的智能光伏解決方案。由于山地項(xiàng)目土建和鋪設(shè)電纜成本高和施工困難，以及領(lǐng)跑者對(duì)先進(jìn)技術(shù)的要求，建議子陣內(nèi)采用PLC通信，子陣與中控室采用無線4G LTE實(shí)現(xiàn)通信本期領(lǐng)跑者基地項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)“結(jié)合采煤沉陷區(qū)廢棄土地建設(shè)光伏基地，通過以擬建光伏電站為載體，與土壤修復(fù)、經(jīng)濟(jì)農(nóng)業(yè)相結(jié)合采取農(nóng)光互補(bǔ)等方式，以空間立體發(fā)展充分提高土地利用率，幫助解決優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)和布局、土壤治理、建立良好的土地生態(tài)環(huán)境等難題。在采煤沉陷區(qū)內(nèi)采取多元化立體發(fā)展模式，還可幫助陽(yáng)泉市采煤沉陷區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)劃搬遷農(nóng)民增收，從根本上解決了沉陷區(qū)所面臨的突出問題具有重要意義”。根據(jù)規(guī)劃

22、報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)踏勘來看，陽(yáng)泉領(lǐng)跑者項(xiàng)目地形主要有3類，采煤回填區(qū)的廢棄地、有林和灌木宜林區(qū)和煤矸石山，各地塊類型如下表所示：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況和場(chǎng)址性質(zhì)，給出相關(guān)場(chǎng)址的規(guī)劃方案，場(chǎng)址規(guī)劃方案一覽表：規(guī)劃電站序號(hào)電站名稱1冶西110kV匯集電站2石門口110kV匯集電站3義井110kV匯集電站4河底110kV匯集電站5牛村110kV匯集電站6北下莊110kV匯集電站7孫家莊110kV匯集電站8仙人110kV匯集電站結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)踏勘情況和場(chǎng)址性質(zhì)，給出相關(guān)場(chǎng)址的規(guī)劃方案。上兩張圖為典型的采煤回填區(qū)地形場(chǎng)景描述：陽(yáng)泉領(lǐng)跑者項(xiàng)目最多的就是露天煤礦的采煤回填區(qū)，地勢(shì)較平緩，但回填區(qū)地基不實(shí)，土質(zhì)松軟，容易沉降。方

23、案建議：不適宜建設(shè)集中式逆變器兆瓦房和集中式逆變器大型集裝箱設(shè)備地基；類似地質(zhì)沉降偏大區(qū)域，建議采用智能光伏解決方案的組串式逆變器等小型化設(shè)備；采用PLC載波通訊和4G LTE無線通信方案，完全避免地面沉降不均帶來的線纜損壞。上圖為典型的有林和灌木宜林山丘地帶描述：陽(yáng)泉地處山西河北交界，屬于多山地區(qū)，沉陷區(qū)光伏基地內(nèi)的低密度的宜林區(qū)，地形復(fù)雜，有平緩山坡，部分山體甚至有東西向坡面，道路運(yùn)輸不便方案建議：適合規(guī)劃林光互補(bǔ)綜合開發(fā)利用方案，采用智能光伏解決方案，可大幅減少直流節(jié)點(diǎn)和直流線纜長(zhǎng)度，避免直流拉弧等引發(fā)林地和草地火災(zāi)；采用智能組串式逆變器，減少重型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，減少重型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，同時(shí)減少

24、水泥基礎(chǔ)和土建房等土建基礎(chǔ)，環(huán)境友好，提升土地利用率；若采用集中式逆變器，逆變器房有斷裂風(fēng)險(xiǎn)；不適宜建設(shè)集中式逆變器兆瓦房和集中式逆變器大型集裝箱設(shè)備地基。上圖為典型的煤矸石山地形描述：煤矸石山是煤礦集中堆置廢料的場(chǎng)所，主要分布在陽(yáng)泉南部的采煤區(qū)，煤矸石山地勢(shì)不平，煤灰和粉塵多方案建議：依地勢(shì)建設(shè)山地電站，煤灰等粉塵大、粉塵等導(dǎo)致組串污損程度差異大、煤灰易因直流線纜長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)多而導(dǎo)致直流拉弧引起著火，而集中式逆變器方案因有外置通風(fēng)設(shè)備、僅有12路MPPT跟蹤、直流線纜長(zhǎng)和直流匯流箱及熔絲等設(shè)備引起直流節(jié)點(diǎn)多，不適用此類區(qū)域。而智能光伏解決方案的組串式逆變器，防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP65，每MW多達(dá)88路M

25、PPT跟蹤，無熔絲和直流匯流箱設(shè)計(jì)，可顯著提高系統(tǒng)發(fā)電效率和設(shè)備運(yùn)行可靠性。（一）智能光伏電站解決方案系統(tǒng)能力先進(jìn)性說明智能光伏電站系統(tǒng)效率高達(dá)84.01%1.1系統(tǒng)效率詳細(xì)說明詳見章節(jié).智能光伏方案的每MW高達(dá)88路MPPT跟蹤點(diǎn)，設(shè)備小型化自耗電更低，組串級(jí)0.5%高精度采集和組件在線I-V曲線掃智能診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障早期預(yù)警、故障快速定位與修復(fù)，系統(tǒng)效率計(jì)算表分類損耗項(xiàng)損耗值效率光伏陣列光學(xué)匹配損失、光譜匹配損失2.00%98.00%MPPT跟蹤損耗率0.63%99.37%灰塵遮擋損耗率3.00%97.00%溫度影響損耗率1.00%99.00%陰影遮擋1.00%99.00%組串串并聯(lián)匹配

26、損耗率3.00%97.00%低壓系統(tǒng)直流線纜損耗率1.00%99.00%低壓交流損耗1.00%99.00%逆變器及輔助設(shè)備故障損失0.10%99.90%逆變器損耗率1.51%98.49%系統(tǒng)自耗電0.01%99.99%組串式及直流配電故障損失0.10%99.90%子陣升壓箱變損耗率1.29%98.71%交流損耗率0.61%99.39%配電開關(guān)及升壓主變損耗0.50%99.50%送出送出線路損失率0.52%99.48%系統(tǒng)效率84.01%系統(tǒng)效率計(jì)算過程詳見節(jié)。1.2智能光伏電站實(shí)際電站運(yùn)行數(shù)據(jù)案例下表為內(nèi)蒙地區(qū)的兩個(gè)普通電站項(xiàng)目，采用智能光伏解決方案，收集了2016年4月、5月和6月共三個(gè)月數(shù)

27、據(jù)，根據(jù)并網(wǎng)點(diǎn)關(guān)口計(jì)量表上網(wǎng)電度量和環(huán)境監(jiān)測(cè)儀傾斜面總輻照量數(shù)據(jù)，計(jì)算三個(gè)月的平均PR值為82.7%和82.1%，接近83%。a)系統(tǒng)效率PR的推論分析使用PVsyst軟件對(duì)該地區(qū)進(jìn)行仿真，PR值按月分布如下圖所示。從圖中可以看出，4月9月的系統(tǒng)PR值相比10月3月低，主要由于夏季溫度較高，組件功率溫升損失大，另外組件衰減和灰塵遮擋也有可能導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低。b)智能光伏電站解決方案提升系統(tǒng)PR新方法針對(duì)2016年領(lǐng)跑者項(xiàng)目，智能光伏電站解決方案可提升并有效保證系統(tǒng)效率PR值。提升效率的方案對(duì)效率提升的效果分析與說明高效組件技術(shù)的使用領(lǐng)跑者基地作為“先進(jìn)光伏技術(shù)實(shí)踐地、光伏電價(jià)引領(lǐng)示范地”，相比

28、普通電站項(xiàng)目，在設(shè)備選型上有更高要求，尤其在組件方面提升非常明顯，不僅僅是組件效率，而且是組件光致衰減和年衰減要求均更加嚴(yán)格，可保證首年系統(tǒng)效率相比普通項(xiàng)目提升0.30.5%。智能組件清洗建議與更優(yōu)化的電站運(yùn)維管理在PR影響因素中，灰塵遮擋根據(jù)項(xiàng)目地的環(huán)境清潔程度不同，有25%的影響。新系統(tǒng)引入智能組件清洗建議方案（詳情請(qǐng)參考“5.3.2智能光伏電站監(jiān)控和生產(chǎn)管理系統(tǒng)”中智能組件清洗建議功能），配合電站日常運(yùn)維管理優(yōu)化提升，在保證清洗經(jīng)濟(jì)性的前提下，可幫助提升電站系統(tǒng)效率。組件衰減自動(dòng)評(píng)估技術(shù)（即I-V曲線在線掃描技術(shù)）詳情請(qǐng)參考“智能光伏電站解決方案的方案合理性詳細(xì)說明”“6.3采用組件衰減

29、自動(dòng)評(píng)估技術(shù)，即組件I-V曲線在線掃描”。引入該技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)組件在線掃描和智能診斷，可在更早期預(yù)測(cè)并定位問題組串，指導(dǎo)潛在故障組件及時(shí)更換，減少發(fā)電量損失，提升系統(tǒng)效率，預(yù)計(jì)首年提升系統(tǒng)效率至少0.3%以上。組件采用24塊/串的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案24塊一串組串工作電壓700750V，組串輸入電壓在740V左右時(shí)，逆變器效率最高； 24塊全天工作電壓在700750V之間，22塊全天工作電壓在650V700V之間，24塊一串逆變器效率提升0.30.4%，詳細(xì)描述詳見章節(jié)“4.5.2光伏組件串聯(lián)數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)”。優(yōu)良的電網(wǎng)友好性詳細(xì)說明詳見章節(jié)本投標(biāo)選用智能光伏電站方案，該方案中的智能組串式逆變器和光伏電站系

30、統(tǒng)具備先進(jìn)的系統(tǒng)能力，具備優(yōu)良的電網(wǎng)友好性：零電壓穿越與頻率擾動(dòng)測(cè)試：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器通過青海格爾木電站現(xiàn)場(chǎng)零電壓穿越、頻率擾動(dòng)及電能質(zhì)量三項(xiàng)測(cè)試，優(yōu)于領(lǐng)跑者項(xiàng)目技術(shù)要求；電能質(zhì)量測(cè)試：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器為國(guó)內(nèi)首家通過低壓并網(wǎng)場(chǎng)景浙江嘉興光伏電站現(xiàn)場(chǎng)電能質(zhì)量測(cè)試的光伏并網(wǎng)逆變器；高電壓穿越測(cè)試：本次投標(biāo)方案中的智能組串式逆變器通過中國(guó)電力科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)室高電壓穿越測(cè)試。（二）智能光伏電站解決方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性說明資源建設(shè)條件的充分利用詳細(xì)說明詳見章節(jié)4.5.1本投標(biāo)方案選用重量?jī)H55kg的智能光伏逆變器，對(duì)道路基礎(chǔ)建設(shè)和設(shè)備安裝土建基礎(chǔ)無要求，充分利用土地資源：智

31、能光伏電站解決方案中的智能組串式逆變器重量?jī)H55kg，兩人協(xié)作即可完成設(shè)備安裝，無需大型施工設(shè)備，安裝簡(jiǎn)單，且設(shè)備分散布置于組件支架橫梁上，不占用農(nóng)業(yè)用地和林地，不改變土地性質(zhì)，相比傳統(tǒng)集中式逆變器，每100MW可節(jié)約用地30畝，提高土地利用率。整體優(yōu)化方案2.1 針對(duì)沉陷區(qū)土地承載力較差，投標(biāo)方案選用重量?jī)H55kg的輕量化設(shè)備，并通過分散布置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，降低對(duì)局部土地承載力的要求，防止發(fā)生沉陷。詳細(xì)說明詳見章節(jié)本投標(biāo)方案選用智能光伏方案，選用重量?jī)H55kG的智能組串式逆變器，1MW子陣僅1.1噸，分散布置，不會(huì)造成進(jìn)一步沉陷；傳統(tǒng)集中式方案，采用集裝箱式逆變器或土建機(jī)房，單體集裝箱機(jī)房重

32、量通常大于5噸，對(duì)沉陷區(qū)土地局部承載力造成極大的考驗(yàn)。2.2 針對(duì)沉陷區(qū)煤灰大，地形復(fù)雜導(dǎo)致電站占地面積大，投標(biāo)方案優(yōu)化選用IP65防護(hù)、無熔絲無外置風(fēng)扇的全密閉智能組串式逆變器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。詳細(xì)說明詳見章節(jié)4.7本投標(biāo)方案選用智能光伏方案，該方案中的智能組串式逆變器采用全密閉自然散熱設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)高達(dá)IP65，徹底隔離外部環(huán)境對(duì)逆變器內(nèi)部器件的影響，防止煤灰進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部造成設(shè)備損壞，提升逆變器的運(yùn)行可靠性，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)設(shè)計(jì)；傳統(tǒng)集中式方案中的逆變器以集裝箱或土建機(jī)房為承載，防護(hù)等級(jí)最高僅為IP54，無法徹底隔絕煤灰進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)部，而機(jī)房?jī)?nèi)的逆變器防護(hù)等級(jí)僅為IP20，煤灰進(jìn)入逆變器

33、內(nèi)部將嚴(yán)重影響設(shè)備的電氣絕緣，造成設(shè)備短路起火，也容易吸附在風(fēng)機(jī)軸承上，伴隨風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)磨損軸承，造成器件在短時(shí)間內(nèi)失效，影響光伏電站的運(yùn)行可靠性；針對(duì)五礦煤矸石山煤灰多的地塊，智能組串式逆變器無外置風(fēng)扇和IP65防護(hù)，滿足惡劣環(huán)境對(duì)設(shè)備的安全和可靠性要求。而傳統(tǒng)集中式逆變器，煤灰等粉塵容易進(jìn)入逆變器內(nèi)部，造成電氣間隙和爬電距離的降低，在特定情況下極易造成設(shè)備短路起火，對(duì)于耐受性較差的PCBA來說，帶有腐蝕性的灰塵容易腐蝕線路板，影響控制系統(tǒng)可靠性；對(duì)于其他設(shè)有外置風(fēng)扇的組串式逆變器，其軸承在潤(rùn)滑油脂的作用下極易吸附沙塵，沙塵會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)軸承磨損風(fēng)機(jī)失效，逆變器降額運(yùn)行甚至停機(jī)。智能組串式逆變器

34、采用全密閉設(shè)計(jì)，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP65，完全實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部的環(huán)境隔離，降低溫度、風(fēng)沙、鹽霧等外部惡劣環(huán)境對(duì)逆變器內(nèi)部器件壽命的影響，提升整機(jī)可靠性，確保逆變器能夠在多種惡劣工況下長(zhǎng)壽命穩(wěn)定運(yùn)行。（1）防護(hù)設(shè)計(jì)智能組串式逆變器上蓋采用鋅鋁涂層不銹鋼防盜螺釘緊固，上蓋與機(jī)箱之間采用高彈性EPDM膠條密封，并經(jīng)過反復(fù)拆卸測(cè)試，仍能保持良好的彈性，密封膠條與機(jī)箱緊密接觸，確保整機(jī)密封可靠，有效防止灰塵和水的進(jìn)入。高彈性EPDM膠條（2）防塵驗(yàn)證和現(xiàn)場(chǎng)案例為了驗(yàn)證逆變器具備可靠的防塵功能，我們選取的智能組串式逆變器在某認(rèn)證檢測(cè)中心防塵試驗(yàn)箱進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)2小時(shí)的腐蝕沙塵試驗(yàn)。將智能組串式逆變器放置于防塵試驗(yàn)箱內(nèi)，

35、使用直徑50m的滑石粉模擬灰塵，滑石粉用量為2kg/m3試驗(yàn)箱容積，抽氣量為80倍的試驗(yàn)樣品外殼容積，抽氣速度為每小時(shí)40倍試驗(yàn)樣品外殼容積。在試驗(yàn)完成后將智能組串式逆變器開箱檢查，驗(yàn)證內(nèi)部無灰塵堆積，設(shè)備上電后仍然能夠滿功率可靠運(yùn)行，證明該款逆變器具備極強(qiáng)的防塵能力。智能組串式逆變器防護(hù)等級(jí)試驗(yàn)結(jié)果在2015年3月31日青海格爾木電站現(xiàn)場(chǎng)遭受到本年度最大的一次沙塵暴，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半小時(shí)，整個(gè)電站瞬間處于遮天蔽日的沙塵中。采用傳統(tǒng)集中式方案因逆變器室防護(hù)等級(jí)低，導(dǎo)致沙塵充滿了室內(nèi)，時(shí)刻威脅逆變器的運(yùn)行安全。2015年青海格爾木遭受的最大沙塵暴時(shí)電站現(xiàn)場(chǎng)及逆變器室情況我們選取的智能組串式逆變器采

36、用全密閉自然散熱設(shè)計(jì)，無外置風(fēng)扇，具備真正的IP65防護(hù)等級(jí)，相比普通有風(fēng)扇的逆變器防護(hù)僅為IP55，智能組串式逆變器更能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，確保逆變器長(zhǎng)壽命可靠運(yùn)行。而我們選取的智能組串式逆變器采用全密閉自然散熱設(shè)計(jì)，無外置風(fēng)扇，具備真正的IP65防護(hù)等級(jí)，相比普通有風(fēng)扇的逆變器防護(hù)僅為IP55，智能組串式逆變器更能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，確保逆變器長(zhǎng)壽命可靠運(yùn)行。而傳統(tǒng)集中式逆變器房，由于光伏電站白天發(fā)電，清掃拆卸只能晚上進(jìn)行。夏天逆變器房（箱）內(nèi)溫度高、蚊蟲多，冬天低溫嚴(yán)寒，工作人員手腳活動(dòng)都受到影響；設(shè)備的局部地方還需要用專業(yè)工具，如空氣泵吹凈灰塵。因此，清掃工作耗費(fèi)了大量時(shí)間、人力和成本

37、。以西北風(fēng)沙地區(qū)100MW電站為例，10人1天只能清掃10臺(tái)機(jī)器。100MW共有200臺(tái)機(jī)器，根據(jù)西北電站實(shí)際情況，每個(gè)月至少清掃一次，100MW電站清掃一遍，正好需要20個(gè)工作日（1個(gè)月）。按此清掃頻率，1人1天工資200元，10人1天需要2000元；按照1個(gè)月20工作日計(jì)算，1年人力費(fèi)用就至少達(dá)到20002012=48萬；在電站的生命周期25年內(nèi)，共需要2548=1200萬元。一個(gè)100MW電站生命周期內(nèi)的人力清掃費(fèi)用就達(dá)到0.12元/W，這個(gè)成本相當(dāng)驚人。如果進(jìn)一步考慮25年內(nèi)人力成本的上升和通脹因素，實(shí)際所付出的費(fèi)用還要遠(yuǎn)高于這個(gè)數(shù)值。 另外，防塵網(wǎng)每隔12個(gè)月需要進(jìn)行更換，還有專業(yè)的

38、清洗工具采購(gòu)和折舊、車輛及燃油投入，均給電站運(yùn)維帶來了實(shí)際的成本和困難。集中式方案和智能光伏解決方案應(yīng)對(duì)沙塵和鹽霧的性能對(duì)比如下表格：傳統(tǒng)集中式方案智能光伏解決方案防護(hù)等級(jí)IP54IP65灰塵進(jìn)入蓄積方式空氣中的沙塵、微粒或鹽霧等伴隨逆變器和逆變器房（箱）中的空氣和熱量流動(dòng)進(jìn)入逆變器內(nèi)部和逆變器房（箱）；設(shè)備內(nèi)部電子元器件的靜電吸附作用；不依靠腔體內(nèi)外空氣對(duì)流散熱，空氣中的沙塵、微?；螓}霧難以進(jìn)入、蓄積比較項(xiàng)目潛在危害存在與否&嚴(yán)重程度清掃運(yùn)維成本/元清掃運(yùn)維成本/元存在與否&嚴(yán)重程度漏電失效是，嚴(yán)重100 MW，25年，1200萬在高鹽霧地區(qū)，受鹽霧影響大0，無需除塵，有效應(yīng)對(duì)鹽霧腐蝕否2.

39、3針對(duì)沉陷區(qū)的煤矸石山和林草植被等場(chǎng)景，本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，采用減少直流環(huán)節(jié)和縮短直流線纜的設(shè)計(jì)，消除火災(zāi)對(duì)林草植被等生態(tài)的潛在危害詳細(xì)說明詳見章節(jié)4.8.1本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，系統(tǒng)組網(wǎng)簡(jiǎn)單，組串輸出直接接入智能組串式逆變器，無直流匯流箱和直流配電柜，簡(jiǎn)化直流環(huán)節(jié)，降低直流線纜短路故障概率，減少直流拉弧引起火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，提升電站運(yùn)行安全性；智能光伏電站解決方案每?jī)陕方M串接入一路MPPT，兩路組串的在線纜故障點(diǎn)疊加的短路電流最大不超過20A，僅為傳統(tǒng)集中式方案的1/8，而組串故障時(shí)的反灌電流不超過10A，不會(huì)對(duì)故障組串造成損害；智能光伏解決方案采用組串就近接入智能組串式逆變

40、器，無直流匯流箱和直流配電柜，簡(jiǎn)化直流環(huán)節(jié)，降低直流拉弧和火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。在開關(guān)元件中，在發(fā)生故障時(shí)能夠正確滅弧是衡量開關(guān)元器件最重要的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。由于交流系統(tǒng)存在過零點(diǎn)，開關(guān)元件在斷開故障電流時(shí)，能夠利用過電壓過零點(diǎn)進(jìn)行滅弧，而且由于電弧的產(chǎn)生電壓要比維持電壓高得多，所以，交流電弧在過零點(diǎn)處熄滅后很難再產(chǎn)生。而直流沒有過零點(diǎn)，電壓一直存在，電弧持續(xù)燃燒，必須拉開足夠的弧長(zhǎng)距離才能夠可靠熄滅。接線不良、電纜絕緣破損等也會(huì)引起拉弧，具有較高熱能的電弧的出現(xiàn)使得電站存在一個(gè)火災(zāi)的隱患，也是光伏電站發(fā)生火災(zāi)的最主要因素。直流拉弧不能自動(dòng)滅弧，而直流節(jié)點(diǎn)是產(chǎn)生直流拉弧的主要位置，集中式在熔絲和匯流箱設(shè)置的

41、直流節(jié)點(diǎn)均存在極大的火災(zāi)隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，集中式1MW需要使用熔絲400個(gè)，每個(gè)熔絲與熔絲盒夾片之間有2個(gè)接觸點(diǎn)，每個(gè)熔絲盒與接線有2個(gè)接觸點(diǎn)。所以每個(gè)熔絲將有4個(gè)接觸點(diǎn)，集中式因使用了熔絲就有1600個(gè)直流節(jié)點(diǎn)。熔絲盒對(duì)線纜可靠安裝要求高，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不容易做到，經(jīng)常出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象，是匯流箱著火的主要原因。山西陽(yáng)泉領(lǐng)跑者項(xiàng)目位于陽(yáng)泉北部和陽(yáng)泉南部?jī)傻?，?yáng)泉北部分為辛莊、上曹、東西垴、趙家垴、教場(chǎng)、五架山均屬于采煤回填區(qū)地塊，地表常見散落的煤矸石和低矮灌木，而南、被社地區(qū)屬于宜林地，表面有植被覆蓋。陽(yáng)泉南部分為一礦煤矸石山、五礦煤矸石山，山體因長(zhǎng)期采煤形成，煤矸石屬于可燃物；谷頭、東白岸屬于采煤回

42、填區(qū)地表被枯草覆蓋；里梨林頭為采煤回填區(qū)和宜林地，表面覆蓋有植被。針對(duì)規(guī)劃建設(shè)林光互補(bǔ)綜合利用方案的五架山等宜林地塊，智能光伏解決方案，相比傳統(tǒng)集中式方案，減少了直流設(shè)備和逆變房等配套設(shè)施，增加了交流匯流箱，縮短了高壓直流的傳輸距離，采用了無熔斷器設(shè)計(jì)，自然散熱的簡(jiǎn)潔方案，而集中式光伏電站解決方案主要包括組件、直流匯流箱、直流配電柜、逆變器及其配套的逆變器房或集裝箱體、箱式升壓變等：因此，智能光伏解決方案，可大幅減少直流節(jié)點(diǎn)和縮短線纜長(zhǎng)度，避免直流拉弧等故障，避免引發(fā)林地和草地火災(zāi)。2.4結(jié)合沉陷區(qū)適宜開發(fā)林光項(xiàng)目的土地綜合利用場(chǎng)景，投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，采用具備可靠RCD保護(hù)功能的智

43、能組串式逆變器選型設(shè)計(jì)，可減少人員頻繁進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，保障人員安全詳細(xì)說明詳見章節(jié)4.8.2本投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，該方案中的智能組串式逆變器采用無直流熔斷器和外置散熱風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)等易損部件設(shè)計(jì)，降低日常巡檢和維護(hù)頻率，減少人員頻繁進(jìn)出損害作物；智能組串式逆變器具備可靠RCD（殘余電流檢測(cè)）保護(hù)功能的智能光伏控制器，高精度傳感器在檢測(cè)到漏電流大于30mA時(shí)可在150ms內(nèi)切斷電路，可有效限制接觸電流，相比集中式逆變器，能更好地保障運(yùn)維人員安全。2.4.1智能光伏解決方案，采用無直流易損件的設(shè)計(jì)方案，無直流匯流箱和熔絲，智能組串式逆變器無外置風(fēng)扇，大幅減少因易損件日常維護(hù)和定期巡檢的進(jìn)場(chǎng)工作，相比

44、傳統(tǒng)集中式方案，減少人員頻繁進(jìn)出損害作物。針對(duì)規(guī)劃建設(shè)林光互補(bǔ)綜合利用方案的五架山等宜林地塊，無直流熔絲、外置風(fēng)扇和直流匯流箱等易損件的選用，減少因巡檢和維護(hù)易損件的入場(chǎng)工作，避免損害農(nóng)作物，同時(shí)降低系統(tǒng)故障概率和自耗電，提高系統(tǒng)發(fā)電量和效率。智能光伏解決方案相比集中式方案的設(shè)備選型對(duì)比：直流匯流箱直流配電柜熔絲等易損件逆變器交流匯流箱逆變房等配套設(shè)施集中式有有有有無有智能光伏解決方案無無無有有無一個(gè)30MW的電站擁有400多個(gè)匯流箱，全部巡檢一次將花費(fèi)大量時(shí)間，并損失數(shù)千kWh的發(fā)電量。再合并計(jì)算人工、車輛等成本投入，巡檢所消耗的運(yùn)維費(fèi)用將十分可觀。此種情況在山地電站表現(xiàn)會(huì)更加明顯。需要特別

45、注意的是，這樣的巡檢方式并不可靠，易產(chǎn)生人為疏忽，比如檢查完成后忘記合閘，影響更多發(fā)電量。目前不少電站的運(yùn)維人員只有幾個(gè)人，面對(duì)幾十MW甚至上百M(fèi)W的龐大電站，將難以全面檢查到每個(gè)光伏子陣，更難以細(xì)致到每個(gè)組串，所以一些電站的匯流箱巡檢約半年一次。這樣的巡檢頻次，難以發(fā)現(xiàn)電站運(yùn)行過程中存在的細(xì)小問題，雖然細(xì)微，但長(zhǎng)期累積引起的發(fā)電量損失和危害卻不可輕視。目前國(guó)內(nèi)光伏電站有關(guān)直流匯流箱運(yùn)維的數(shù)據(jù)如下：1）直流匯流箱內(nèi)的熔絲：每串20塊250Wp組件串聯(lián)計(jì)算，1MW的光伏子陣使用直流熔絲數(shù)量達(dá)到400個(gè)，10MW用量則達(dá)到4000個(gè)。而熔絲極易損耗，維護(hù)工作量大，部分電站每月有總?cè)劢z1%左右的維護(hù)

46、量；且因工作量大，檢修時(shí)容易出現(xiàn)工作疏漏，影響后續(xù)發(fā)電量。2）直流匯流箱數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與通訊可靠性：直流電流檢測(cè)精度低，誤差大于5%，弱光時(shí)難以分辨組件失效與否，不利于進(jìn)行組件管理；直流匯流箱通訊故障率高、效果不佳，容易斷鏈，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無法上傳，通訊失效后，組串監(jiān)控和管理便處于完全失控狀態(tài)，除非再次巡檢發(fā)現(xiàn)并處理。有數(shù)據(jù)顯示，國(guó)內(nèi)光伏電站系統(tǒng)中60%的故障是直流側(cè)故障，而熔絲故障是多發(fā)故障之一，針對(duì)熔絲故障，我們調(diào)研實(shí)際電站后的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：傳統(tǒng)光伏電站各類熔絲故障某傳統(tǒng)光伏電站熔絲故障率統(tǒng)計(jì)工作時(shí)間熔絲失效率1MW熔絲失效數(shù)量/個(gè)累計(jì)熔絲失效數(shù)量/個(gè)熔絲平均更換時(shí)間/天發(fā)電量損失/kWh 累計(jì)發(fā)電

47、量損失/kWh 第一年1% 4 4 3 300 300 第二年3% 12 16 3 900 1200 第三年6% 24 40 3 1800 3000 第四年10% 40 80 3 3000 6000 第五年15% 60140 3 4500 10500 傳統(tǒng)集中式光伏方案采用大量直流熔絲、外置風(fēng)扇和直流匯流箱等易損件，對(duì)采煤沉陷區(qū)復(fù)雜地形的光伏子陣進(jìn)場(chǎng)維護(hù)和巡檢帶來極大的挑戰(zhàn)，也容易對(duì)綜合開發(fā)利用地塊的林草植被造成損害。2.4.2采用具備可靠RCD（殘余電流檢測(cè)）保護(hù)功能的智能組串式逆變器，高精度傳感器在檢測(cè)到漏電流大于30mA時(shí)可在150ms內(nèi)切斷電路，可有效限制接觸電流，相比集中式逆變器，能

48、更好地保障運(yùn)維人員安全。智能組串式逆變器具備可靠的RCD（殘余電流檢測(cè)）保護(hù)功能，高精度傳感器在檢測(cè)到漏電流大于30mA時(shí)可在150ms內(nèi)切斷電路，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)安全，可有效限制接觸電流，更好地保障運(yùn)維人員安全。2.5結(jié)合領(lǐng)跑者基地需后評(píng)估電站系統(tǒng)效率和組件衰減率等要求，投標(biāo)方案選擇智能光伏電站方案，實(shí)現(xiàn)高精度和在線智能評(píng)估的優(yōu)化設(shè)計(jì)：2.5.1智能光伏解決方案采用先進(jìn)的組串智能監(jiān)測(cè)與分析技術(shù)，數(shù)據(jù)檢測(cè)精度高達(dá)0.5%（經(jīng)過TUV認(rèn)證），并結(jié)合先進(jìn)的組串智能監(jiān)測(cè)與分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏廠區(qū)每路組串的電壓、電流數(shù)據(jù)的精確檢測(cè)，精度高達(dá)0.5%并通過TUV認(rèn)證中心檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)組串故障智能判定和精確定位。

49、智能光伏電站解決方案中的智能組串式逆變器對(duì)每個(gè)組串進(jìn)行高精度檢測(cè)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的智能分析及判定后發(fā)出告警信息并為客戶提供運(yùn)維建議，讓客戶有針對(duì)性的上站維護(hù)，并基于邏輯和實(shí)際物理位置的定位，幫助客戶快速查找故障點(diǎn)位置，快速回復(fù)故障。組串智能監(jiān)測(cè)提供修復(fù)建議故障快速定位A）智能組串監(jiān)測(cè)功能智能組串式逆變器具備高精度智能組串智能監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)測(cè)精度高達(dá)0.5%，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)8路組串的電壓、電流數(shù)據(jù)，通過智能故障判定算法準(zhǔn)確定位故障組串，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障隱患，讓故障預(yù)判和高效運(yùn)維成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)電站的智能化和精細(xì)化管理。標(biāo)配8路高精度智能組串監(jiān)測(cè)功能B）組串功率異常告警智能組串式逆變器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)每路組串的電壓

50、、電流、功率，在外部環(huán)境條件（溫度、輻照）相同的情況下，相同逆變器的每一個(gè)輸入組串的功率輸出變化趨勢(shì)是一致的，組串的初始功率比例一定。當(dāng)組串出現(xiàn)異常時(shí)，逆變器可以通過組串間的縱向?qū)Ρ龋焖僮R(shí)別功率異常組串（如組串受到遮擋，老化，突然斷連等），并向后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出告警信息，提示運(yùn)維人員及時(shí)上站維護(hù)。為防止輕載誤告警，告警啟動(dòng)閾值設(shè)置為500W。C）組串電流反向告警智能組串式逆變器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)每路組串電流的方向，當(dāng)檢測(cè)到某路組串電流方向-1.5A時(shí)，可通過監(jiān)控后臺(tái)及時(shí)上報(bào)故障信息，提示運(yùn)維人員上站排查故障原因。2.5.2采用組件衰減自動(dòng)評(píng)估技術(shù)，即組件I-V曲線在線掃描，通過萊茵TUV認(rèn)證，能夠通

51、過智能組串式逆變器和站控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線可靠評(píng)估廠區(qū)內(nèi)的所有組件的衰減情況，通過智能的分析與判定識(shí)別組件故障業(yè)界對(duì)光伏電站的組件問題，一般采用抽檢，有的是請(qǐng)第三方機(jī)構(gòu)人工檢測(cè)，有的是電站業(yè)主自己成立專門的工作隊(duì)進(jìn)行檢測(cè)，一般采用的方法如下：1）測(cè)試電池組串的電壓電流工作點(diǎn)，通過測(cè)試點(diǎn)之間的斜率變化來識(shí)別組串是否有故障，找到疑似有問題的組串；缺點(diǎn)：手工拆下電池板接到專用的IV測(cè)試儀上，無法執(zhí)行100%覆蓋，人力耗費(fèi)大，對(duì)分析人員技能要求高2）測(cè)試電站內(nèi)多個(gè)電池組串的工作參數(shù)，通過相互之間的比較來識(shí)別低效劣化組串，找到疑似有問題的組串，再人工逐塊組件定位問題；缺點(diǎn)：人工操作，無法100%覆蓋，人工

52、分析，對(duì)人員技能高，成本高3）通過儀器直接測(cè)量單個(gè)電池組件的輸出IV曲線，通過人工經(jīng)驗(yàn)判斷組件是否故障；缺點(diǎn)：人工操作，無法100%覆蓋，人工分析，對(duì)人員技能高，成本高智能光伏解決方案，通過管理系統(tǒng)中部署算法，實(shí)現(xiàn)同步在線分析，實(shí)現(xiàn)每一路組串的智能在線檢測(cè)和診斷，從而高效識(shí)別組件問題，及時(shí)消除故障，提升設(shè)備運(yùn)行工況和系統(tǒng)效率，通過在線掃描與診斷可替代傳統(tǒng)定期進(jìn)場(chǎng)巡檢和例行測(cè)試工作，具備高度智能的組件衰減評(píng)估。組串I-V曲線掃描的價(jià)值：A）價(jià)值一：組件損壞或遮擋及時(shí)發(fā)現(xiàn)減少發(fā)電量損失組件內(nèi)部由3個(gè)子串組成，每個(gè)子串20或24個(gè)電池片串聯(lián)，每個(gè)子串出線端反并一個(gè)旁路二極管，當(dāng)子串內(nèi)的任意電池片出現(xiàn)

53、故障時(shí)，其他子串的電流可以通過旁路二極管走，減小電池片串聯(lián)時(shí)某個(gè)電池片故障失效對(duì)組件和整個(gè)組串的影響，即通過反并二極管提供旁路回路，減少組件故障時(shí)對(duì)發(fā)電量的影響。光伏電站中常見的組件異常有熱斑、隱裂、組件異常遮擋、二極管損壞、接線盒燒毀等：1）組件熱斑、隱裂、遮擋等超過1個(gè)CELL的面積，就可能導(dǎo)致CELL所在的二極管導(dǎo)通，子串旁路，造成組件電壓降低；2）組件二極管擊穿（擊穿1個(gè)，2個(gè)或3個(gè)）會(huì)導(dǎo)致二極管所在的子串旁路，造成組件電壓降低；3）接線盒脫落或燒毀相當(dāng)于組串開路。以上異常狀況總結(jié)來看，可表現(xiàn)為組件二極管的導(dǎo)通故障，包括1個(gè)，2個(gè)，3個(gè)二極管故障三種情況，其中MW單元發(fā)電量損失如下表：

54、以組件3個(gè)子串故障為例，導(dǎo)致該組件3個(gè)二極管導(dǎo)通，組串電壓變?yōu)檎＝M串電壓的0.95倍，對(duì)于組串式逆變器2串并聯(lián)的情況，同一MPPT的另外一串正常組串MPPT電壓被拉低，異常組串MPPT電壓被抬高，該路MPPT發(fā)電量損失5%。通過青海某100MW電站2個(gè)1MW子陣的抽檢，7632塊組件中故障組件59個(gè)，平均故障率0.1%左右。則以255W組件為例，1MW子陣共3921塊，按照0.1%的故障率，故障組件數(shù)目約4塊?？紤]最惡劣的3個(gè)子串故障的情況，MW單元發(fā)電量損失為5%4/100=0.2%。以10MW電站，年發(fā)電量1.5kwh/W/年，電價(jià)0.9元/kwh計(jì)算，全年發(fā)電量損失為1.510M0.2

55、%0.9=2.7萬。B）價(jià)值二：智能診斷減少巡檢工作量沉陷區(qū)復(fù)雜地形和宜林山地電站，道路等公共基礎(chǔ)設(shè)施條件較差，而常規(guī)巡檢工作需要大量人工進(jìn)場(chǎng)工作，甚至需要較大型檢測(cè)設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，會(huì)導(dǎo)致林草植被遭到破壞，運(yùn)維人員工作強(qiáng)度加大，而智能診斷可以大大減少巡檢工作量。按照每年全面組串巡檢1次，每串用時(shí)10min，人工費(fèi)用40元/h計(jì)算，10MW電站每年組件檢測(cè)費(fèi)用10M/260/22*10/60*40=1.2萬。C）價(jià)值三：組件PID衰減及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理組件PID衰減如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，衰減率可能達(dá)到3050%； 按照30%衰減率，實(shí)施恢復(fù)措施后20%的功率不能恢復(fù)，組件價(jià)格4元/W計(jì)算，10MW電站損失為

56、10M30%20%4=240萬。D）價(jià)值四：組件衰減評(píng)估專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行組件功率測(cè)試價(jià)格5002000元/塊，按照1000元/塊，0.1%的抽樣檢測(cè)比例計(jì)算，10MW電站完成1次檢測(cè)需要費(fèi)用10000000W/260W0.1%1000=3.8萬。綜上，以一個(gè)10MW的地面電站核算，一年能減少發(fā)電量損失及維護(hù)費(fèi)用3.9萬，組件衰減評(píng)估節(jié)省費(fèi)用3.8萬/次；如組件發(fā)生嚴(yán)重PID衰減，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)造成損失可高達(dá)240萬。E）價(jià)值五：組串異常判斷在光伏電站分別模擬以上常見的組串異常：1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)二極管導(dǎo)通，以及組串開路狀況，分析其組串I-V的變化，通過算法識(shí)別故障類型，輸出報(bào)告。F）價(jià)值六：組件衰

57、減率趨勢(shì)評(píng)估結(jié)合測(cè)試時(shí)瞬時(shí)的輻照度和組件溫度，依據(jù)IEC 60891-2009標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)IV掃描測(cè)試結(jié)果進(jìn)行STC修正后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合組件廠家提供的參數(shù)進(jìn)行衰減趨勢(shì)評(píng)估。2.5.3采用先進(jìn)的電站智能營(yíng)維分析技術(shù)，融合5點(diǎn)4段PR分析法，通過采集組件表面輻照度、逆變器輸入、輸出功率、箱變輸入功率、上網(wǎng)電量等數(shù)據(jù)計(jì)算出發(fā)電單元的PR值，并通過子陣內(nèi)和子陣間的橫向、縱向?qū)Ρ龋焖俨檎页鲎雨嚤∪醐h(huán)節(jié)，幫助提升電站PR值?；谠破脚_(tái)架構(gòu)的智能光伏營(yíng)維系統(tǒng)，在光伏電站內(nèi)包括生產(chǎn)管理系統(tǒng)和站級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)，憑借大數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)，通過5點(diǎn)4段PR評(píng)估，分析子陣內(nèi)各段損耗，找出損耗較大分段，指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化。同時(shí)

58、通過部件、子陣、電站間的對(duì)比，找出落后子陣、組件、逆變器及線纜，為客戶優(yōu)化落后點(diǎn)和推進(jìn)新技術(shù)試點(diǎn)應(yīng)用完善提升提供詳實(shí)的決策支撐數(shù)據(jù)。尤其在輔助設(shè)備選型功能中，通過大數(shù)據(jù)對(duì)比分析在領(lǐng)跑者示范基地項(xiàng)目中不同設(shè)備的表現(xiàn)，持續(xù)推動(dòng)光伏示范基地的新技術(shù)和方案的試點(diǎn)、在線評(píng)估和大范圍應(yīng)用，為后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)提供重要決策依據(jù)。1）主動(dòng)提升發(fā)電量智能光伏解決方案的全球智能營(yíng)維云中心通過5點(diǎn)4段PR評(píng)估，分析方陣內(nèi)各段損耗，找出損耗較大的分段，指導(dǎo)系統(tǒng)優(yōu)化。同時(shí)，也可通過部件、方陣、電站間的對(duì)比，找出落后方陣、組件、逆變器及線纜，為客戶優(yōu)化落后點(diǎn)提供數(shù)據(jù)支撐。2）提升運(yùn)維效率全球智能營(yíng)維云中心通過陣列中的智能組串式

59、逆變器對(duì)每個(gè)組串進(jìn)行高精度檢測(cè)，通過高速無線通訊網(wǎng)絡(luò)，將故障告警信息上傳到集中營(yíng)維云中心，并為客戶提供運(yùn)維建議，讓客戶有針對(duì)性的上站維護(hù)，并基于邏輯和實(shí)際物理位置的定位，幫助客戶快速查找故障點(diǎn)位置，快速回復(fù)故障。3）遠(yuǎn)程/移動(dòng)運(yùn)維技術(shù)陽(yáng)泉領(lǐng)跑者項(xiàng)目多為山地、沉陷區(qū)地塊，現(xiàn)場(chǎng)地勢(shì)復(fù)雜，傳統(tǒng)的人工巡檢和被動(dòng)運(yùn)維方式不利于提高光伏電站的系統(tǒng)效率。智能光伏電站的具備遠(yuǎn)程運(yùn)維技術(shù)，可將專家集中化部署在集團(tuán)總部，對(duì)光伏電站的集中監(jiān)控和實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端電站“無人值班，少人值守”。通過大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，為電站故障提供自動(dòng)分析和修復(fù)建議，配合兩票電子化，指導(dǎo)遠(yuǎn)端值守人員快速排除故障。當(dāng)遇到難以處理的故障時(shí)，遠(yuǎn)端

60、值守人員可使用智能手持終端，通過站內(nèi)高速4G LTE無線通訊網(wǎng)絡(luò)及公網(wǎng)，回傳現(xiàn)場(chǎng)視頻和語音，集團(tuán)運(yùn)維專家可遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員對(duì)光伏電站進(jìn)行日常的維護(hù)和故障排除，并通過手持終端完成資產(chǎn)錄入和問題的快速閉環(huán)，做到電站運(yùn)維有據(jù)可查。智能光伏電站遠(yuǎn)程/移動(dòng)運(yùn)維4）提供最佳的清洗建議光伏電站的組件清新計(jì)劃一直以來是客戶十分頭痛的事情，傳統(tǒng)的清洗策略完全憑借經(jīng)驗(yàn)，無法形成一個(gè)有法可依、有據(jù)可查的清洗計(jì)劃。全球智能營(yíng)維云中心通過將灰塵對(duì)發(fā)電量和收益的影響、清洗成本、天氣預(yù)報(bào)等數(shù)據(jù)進(jìn)行迭代分析，幫助客戶尋找最佳清洗時(shí)間，確保得到最大的清洗收益比。5）可靠的電站KPI評(píng)估全球智能營(yíng)維云中心通過匯總收集集團(tuán)公司