5月15日，河北省科學技術(shù)獎勵大會召開。石家莊科林電氣股份有限公司的“分布式光伏智能運維及優(yōu)化控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與應用”成果獲科學技術(shù)進步獎一等獎。
“這一項目主要是圍繞光伏故障診斷與運維、并網(wǎng)電能品質(zhì)控制與調(diào)度、分布式光伏電站復雜異構(gòu)網(wǎng)絡通信等關(guān)鍵共性問題開展技術(shù)創(chuàng)新，簡單來說，就像給分布式光伏植入了一個智慧的‘大腦’。”項目組負責人、科林研究院副院長常生強在接受記者采訪時說。
隨著以太陽能為代表的新能源技術(shù)快速發(fā)展，一系列支持政策出臺，鼓勵各類電力用戶按照“自發(fā)自用、余量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的方式建設分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，分布式光伏發(fā)電走上發(fā)展快車道。
順應這一發(fā)展趨勢，2012年，科林電氣開始布局研發(fā)光伏逆變器并投入市場，在智能電網(wǎng)業(yè)務板塊基礎(chǔ)上，積極發(fā)展新能源業(yè)務板塊。
在市場推廣的過程中，工作人員發(fā)現(xiàn)了問題——農(nóng)村地區(qū)本已安裝了不少屋頂光伏電站，但逆變器的銷量始終沒有太大增長，市場開拓越來越困難。明明政策非常好，為什么需求卻并不旺盛呢?
經(jīng)過大量走訪調(diào)研，技術(shù)團隊慢慢摸清了緣由：原來市面上逆變器廠家眾多，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，再加上安裝環(huán)境復雜多樣，光伏發(fā)電效率并不高。同時，由于分布比較分散，售后服務也不夠及時，導致業(yè)主安裝熱情受挫。
“逆變器是光伏發(fā)電中一個非常重要的器件，它的作用是把直流電能轉(zhuǎn)變成定頻定壓或調(diào)頻調(diào)壓交流電。隨著分布式光伏電站的不斷增加和大規(guī)模接入電網(wǎng)，會因消納不足造成大面積過壓脫網(wǎng)，且對電網(wǎng)造成重大安全隱患。”常生強解釋說，就如同水流只注入而不流出，光伏發(fā)電如果無法被及時使用和消納，就會造成電壓過高。為了保護電網(wǎng)正常運行，就會出現(xiàn)過壓脫網(wǎng)，中斷發(fā)電。中斷后需要較長時間才能恢復，造成業(yè)主經(jīng)濟損失。而恢復發(fā)電時突然并網(wǎng)產(chǎn)生的較大電流，也會對電網(wǎng)造成沖擊。
“運維難、調(diào)控難、監(jiān)管難等深層次問題成為制約分布式光伏規(guī)?；瘧玫钠款i，目前，國際范圍內(nèi)尚無可借鑒的成熟經(jīng)驗，也阻礙了我國光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。”沒有可借鑒的方法，就自己摸索方法。“我們嘗試通過開發(fā)智能‘大腦’實現(xiàn)有序發(fā)電、有序并網(wǎng)。”常生強說，依靠企業(yè)80余人的研發(fā)團隊及與清華大學、上海交大、河北工業(yè)大學、廣西大學等高校的產(chǎn)學研合作，技術(shù)攻關(guān)緊鑼密鼓地開展起來。
研發(fā)“分布式光伏發(fā)電智能監(jiān)控運維平臺”期間，課題組攻克高并發(fā)數(shù)據(jù)匯聚可靠設計、柔性發(fā)電控制策略及電能質(zhì)量優(yōu)化、高準確率光伏故障診斷及預警等多項技術(shù)難題。
讓常生強印象最深的，是解決低壓臺區(qū)因消納不足導致頻繁脫網(wǎng)問題時，課題組長陳洪雨帶領(lǐng)研發(fā)團隊趕赴現(xiàn)場試驗，獲取第一手數(shù)據(jù)。整整3個月，課題組成員奔波在不同地區(qū)的光伏設備使用現(xiàn)場和實驗室中。經(jīng)過大量分析研究和反復試驗，終于找到脫網(wǎng)原因和解決方案，并采用柔性發(fā)電控制策略，解決并網(wǎng)優(yōu)化控制的難題，保障電網(wǎng)安全的同時提高了用戶發(fā)電效率。通過五年的科研攻關(guān)，分布式光伏智能運維及優(yōu)化控制系統(tǒng)于2016年投入運行，持續(xù)迭代升級，解決了分布分散、地理位置偏遠、電站質(zhì)量參差不齊且戶外環(huán)境復雜多樣等導致的電能品質(zhì)差、頻繁脫網(wǎng)、維護不到位等問題，攻克了分布式光伏電站監(jiān)管難、運維難、調(diào)控難三大難題。
該系統(tǒng)現(xiàn)已支持不同廠家設備的光伏電站無縫接入，可實現(xiàn)遠程監(jiān)視和維護。用戶通過手機APP可以隨時隨地查看發(fā)電和收益情況，系統(tǒng)也可以通過數(shù)據(jù)收集與分析，實時監(jiān)測電站運營情況，主動干預、調(diào)節(jié)及提示故障，保障發(fā)電安全與發(fā)電效率。
目前，該系統(tǒng)應用產(chǎn)品已覆蓋全國并出口海外，直接經(jīng)濟效益6.2億元，接入電站1.6萬余座。應用該系統(tǒng)后，現(xiàn)場施工效率提高80%左右，運維成本則降低60%～80%，累計節(jié)約運維成本1000萬元以上。發(fā)電效率和用戶收益均提高10%以上，用戶使用意愿明顯提升，在產(chǎn)業(yè)扶貧中，發(fā)揮了更加重要的作用。
“獲得全省科學技術(shù)進步獎一等獎，對我們來說是榮譽，更是前行的動力。我們將堅持智慧電力技術(shù)進步和創(chuàng)新發(fā)展，讓更多人享受智慧電力帶來的舒適生活，為電力事業(yè)蓬勃發(fā)展做出貢獻。”常生強說，下一步，科林電氣擬打造新能源的“虛擬電廠”，實現(xiàn)網(wǎng)上售電交易，并結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)，建立去中心化的交易模式，實現(xiàn)用戶點對點能源交易。
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