光伏发电系统建设研究—以张家口为例

2014-07-07罗振成张桂枝

河南科技 2014年2期

关键词：张家口电站太阳能

罗振成张桂枝

（张家口职业技术学院，河北张家口 075000）

光伏发电系统建设研究—以张家口为例

罗振成张桂枝

（张家口职业技术学院，河北张家口 075000）

大型的光伏电站主要由现场监控、本地监控和远程监控组成。光伏并网发电监控系统完成对光伏电站运行状况的数据显示、分析、存储，完成光伏电站的发电状况和运营调度。

新能源；光伏发电；监控系统

1 背景

人类对煤、石油和天然气这些不可再生化石资源的过度开采，不仅导致能源短缺，也造成了环境污染，引起温室效应等一系列环境问题，这已引起世界各国的高度重视。我国政府在“十一五”、“十二五”国家发展规划中，对太阳能、风能等可再生新型能源的开发和利用给予大力支持，全国提倡“节能减排”，倡导“绿色环保”。发展太阳能发电是改善生态、保护环境的一种有效途径，太阳能光伏发电作为一种可再生新能源而发展迅速[1]。

2 张家口发展光伏发电的条件

张家口位于京、晋、冀、蒙四省市交界处，气候四季分明，昼夜温差大。区域年日照时数为2 800h—3 100h，每平方米太阳总辐射为1 500kwh/m2—1 700kwh/m2，属太阳能辐射Ⅱ类区域，极具开发价值，是发展光伏发电项目的首选地区。

3 张家口光伏发电项目建设

张家口地区的光伏发电产业已顺利起步，而且发展迅速。项目建设基本是以能源公司投资与区县合作的方式。海润光伏科技股份有限公司投资5亿元在沽源县白土窑乡建设容量为50兆瓦的光伏电站，电站建成后可年均发电7 650万度；江苏振发能源集团在康保县建装机1.5GWp光伏发电项目；华源电力投资40亿元在阳原建总规划容量为300兆瓦的光伏发电项目，项目建成后，年均上网电量可达1.5亿千瓦；江苏三丰光华投资有限公司河北分公司投资3亿万元在阳原建总装机量为30MW地面光伏电站；尚义县与北车中铁轨道交通装备有限公司等12家大型新能源企业一次性签订了总投资280亿元、总规模258万千瓦的36项光电开发协议。张家口保胜新能源科技有限公司用厂房屋顶组建容量为600千瓦的分布式光伏发电项目已成功并网，该项目日均发电2 083.33千瓦时，年均发电可达66.42万千瓦时。

这些建设项目的成功发电带动着张家口地区的光伏产业沿两个方向发展：一是鼓励资助企业或家庭组建分布式光伏发电系统，满足企业或家庭自身用电；二是继续引进外资建设规模性光伏电站，实现并网远程输电。张家口地区光伏发电项目可缓解北方电力的供需矛盾，有效改善张家口地区及首都北京的环境污染，同时也为企业的发展及西北地区新能源的拓展搭建良好平台。

4 光伏发电监控系统建设

随着光伏发电规模的不断壮大，光伏发电将成为区域电力来源的重要组成部分。规模性的太阳能电站的发电状况和运营调度，需要设计一个统一的光伏并网监控系统，实现对光伏电站运行中的数据和信息进行集中采集、监测、存储、分析和显示，以便掌握光伏电站的运行状况获取运营管理经验，为光伏电站的经济运行及未来光伏电站的设计提供充实的科学依据。

根据实际情况设计的光伏并网监控系统主要由现场监控、本地监控和远程监控三大部分组成。并网监控系统结构如图：

现场监控利用LCD显示屏和应急启停按键实现对设备的监控，定时读取各监控参数值。LCD人机界面由单片机进行控制，通过MODBUS协议与DSP控制板进行通信，实现对现场故障应急启停控制，显示各项运行数据、故障数据、一定时间内的历史故障数据、总发电量数据和历史发电量数据等。

本地监控采用C/S（Client/Server）模式安装应用软件，由本地监控计算机和Web服务器通过多线程技术实现实时监控和实时存储。监控计算机将采集的数据进行存储、分析，并通过各种样式的图形图表快速反映现场设备的运行情况，将需要的数据生成报表以及打印导出进行更为专业的计算分析。操作人员可通过软件输入相应的控制信息控制设备的运行状态。

远程监控的电力调度中心采用B/S（Browser/Server）模式通过Internet网实现与本地监控服务器相连进行监控，操作人员可随时随地通过互联网和IE浏览器实施远程监控及对电站进行调度。电力调度中心通过远程通信网络收集电站运行的实时信息，从全局的角度对整个电站的运行状态进行监视、安全性分析、状态估计、远程调控等，从而保证电站的安全稳定运行，提高电能质量，确保电网的经济运行并参与企业经营管理。