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光伏电站配UPS?是个难题

发表于:2020-05-21 09:01:20     作者:林子

来源:光伏测试网

针对光伏厂区箱变配电柜是否配置不间断电源(UPS)的争论一直存在,笔者今天从多个维度分析配置UPS对光伏电站的运行到底起多大作用。

(来源:微信公众号“光伏测试网”作者:林子)

光伏厂区二次监控要不要配置UPS?

在传统电力行业,为保证整个控制系统安全稳定运行,其中一个很重要的设备就是UPS。确保从信号采集、上传到数据分析、指令下达整个闭环控制要保证24小时不间断供电,因此UPS是非常重要的设备。然而光伏电站系统与传统电力系统有不同之处,其中光伏发电单元的保护基本是在本地即逆变器、变压器自动动作,无需后台下定指令即可完成保护。光伏发电单元上传的信号诸如电流、电压、功率、谐波、变压器油温报警等等,主要目的是监视作用,实际是不做控制,因此光伏发电单元数据上传不需要确保24小时在线。

光伏电站数据采集和上传工作,常规是每个发电单元配一套测控装置,箱变低压配电柜提供测控装置供电和安装位置。有些客户会要求在配电柜单独配一套UPS装置作为备用电源给测控装置供电。而站在不同客户角度对配置UPS的目的是不同的:

业主、设计院、EPC:YES

最终业主方要求配UPS的目的主要是担心光伏厂区断电或夜间光伏不发电时候,要保证通讯正常,后台数据实时更新,同时在白天发电过程中逆变器停机保护可以通过后台分析停机原因。业主方的顾虑确实很有必要,但实际上如电网断电后运维重点工作是放在高压侧监控上,确保电网侧来电后,高压保护设备运行正常。高压侧保护系统是安装在中控室内,有配套完善的供电系统。

设计院在编制设计规范有时也会把UPS列入工程量清单里,除业主要求以外,还有设计本身的因素。针对光伏设计参考传统电力设计规范,很多设计人员对光伏系统的了解也仅限于理论,实际项目运行情况并不是很了解,对光伏运行环境和UPS寿命也不关注。

作为EPC单位,在项目投总包阶段通常也会把UPS作为光伏厂区设计必要的设备所考虑,同时还增加一些非必要的备品备件诸如直流母线电容、DSP控制板等等。主要目的是总包秉着对业主高度负责任的态度,体现对该项目方案的严谨性和专业性。但实际上很多备品备件在项目现场因后期保存不当造成的损失是非常严重的。

所以从业主、设计院、总包等角度对光伏发电单元配套UPS都是持默认同意的态度。然而站在设备方及运维角度来说恰恰相反。

逆变器、变压器厂、运维方:NO

首先从功能来说,测控单元通常安装在箱变低压配电柜内,白天可以使用光伏发电作为主要供电来源,而在光伏不发电的夜间变压器高压侧不断开,所以配电柜也是带电,可以保证测控单元24小时候不断电。

据国内一位逆变器工程师反馈,他们的集中式一体机逆变器本身自带的智能测控单元采集光伏厂区数据,然后通过光纤环网上传至后台站控系统,功能和第三方测控装置完全一致。智能测控单元采用交直流冗余供电可确保二次信号不会因供电问题而丢失。如果是白天电网断电,逆变器直流输入端有电压,测控单元可以正常供电,如果电网在夜间断电,即使配了UPS作用也不大,主要原因是常规配置的UPS为1KVA,监控单元功率约300W,也就只能保证3小时连续供电。光伏发电运维主要是在白天,所以夜间即使电网断电,光伏厂区监控数据中断对运维也不会产生影响。

UPS对安装环境是有具体要求的,UPS采用铅酸电池,对运行环境苛刻,通常是安装在工程师站或服务器机房等,需确保环境温度、湿度、粉尘不会对设备运行造成影响。常规UPS寿命只有5年左右。众所周知,光伏系统安装环境场景很多,大部分属于环境无法保障的地区,如果把UPS安装在发电单元低压配电柜内,配电柜防护等级常规为IP54,因粉尘导致静电或影响风扇运行对UPS寿命和稳定性的影响是巨大的,据统计在光伏区的UPS寿命最多是3年时间。按照光伏发电25年计算,至少要更换8次UPS,对后期运维成本的增加不难想象。

据电站运维人员反馈,光伏厂区配置UPS完全没有必要,主要是光伏发电过程中UPS没有起到作用,另外考虑到人员安全问题和成本问题也很难对UPS进行定期清理维护。因此UPS在实际项目运行更得不到保障,故障率必然很高。

作为逆变器或变压器厂家不推荐配置UPS还有一个重要因素就是质保问题,常规逆变器质保为5年,变压器质保是2年,考虑到UPS故障率偏高,所以如果最终客户坚持配置UPS,设备厂家会约定2年UPS质保时间或者相应增加设备单瓦价格,为应对后期更换UPS的成本。

按照100MW电站计算,30个发电单元,至少初始投资要增加9万元,后期更换成本约72万元。目前国内光伏已经迈入平价时代,度电成本要求越来越低,如何降低非必要成本投入提升整个项目收益是我们需要考虑的。

对于光伏厂区要不要配置UPS,你怎么看?

责任编辑:大禹

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