光伏發電系統建設研究—以張家口為例

羅振成 張桂枝

（張家口職業技術學院，河北 張家口 075000）

光伏發電系統建設研究—以張家口為例

羅振成 張桂枝

（張家口職業技術學院，河北 張家口 075000）

大型的光伏電站主要由現場監控、本地監控和遠程監控組成。光伏并網發電監控系統完成對光伏電站運行狀況的數據顯示、分析、存儲，完成光伏電站的發電狀況和運營調度。

新能源；光伏發電；監控系統

1 背景

人類對煤、石油和天然氣這些不可再生化石資源的過度開采，不僅導致能源短缺，也造成了環境污染，引起溫室效應等一系列環境問題，這已引起世界各國的高度重視。我國政府在“十一五”、“十二五”國家發展規劃中，對太陽能、風能等可再生新型能源的開發和利用給予大力支持，全國提倡“節能減排”，倡導“綠色環保”。發展太陽能發電是改善生態、保護環境的一種有效途徑，太陽能光伏發電作為一種可再生新能源而發展迅速[1]。

2 張家口發展光伏發電的條件

張家口位于京、晉、冀、蒙四省市交界處，氣候四季分明，晝夜溫差大。區域年日照時數為2 800h—3 100h，每平方米太陽總輻射為1 500kwh/m2—1 700kwh/m2，屬太陽能輻射Ⅱ類區域，極具開發價值，是發展光伏發電項目的首選地區。

3 張家口光伏發電項目建設

張家口地區的光伏發電產業已順利起步，而且發展迅速。項目建設基本是以能源公司投資與區縣合作的方式。海潤光伏科技股份有限公司投資5億元在沽源縣白土窯鄉建設容量為50兆瓦的光伏電站，電站建成后可年均發電7 650萬度；江蘇振發能源集團在康保縣建裝機1.5GWp光伏發電項目；華源電力投資40億元在陽原建總規劃容量為300兆瓦的光伏發電項目，項目建成后，年均上網電量可達1.5億千瓦；江蘇三豐光華投資有限公司河北分公司投資3億萬元在陽原建總裝機量為30MW地面光伏電站；尚義縣與北車中鐵軌道交通裝備有限公司等12家大型新能源企業一次性簽訂了總投資280億元、總規模258萬千瓦的36項光電開發協議。張家口保勝新能源科技有限公司用廠房屋頂組建容量為600千瓦的分布式光伏發電項目已成功并網，該項目日均發電2 083.33千瓦時，年均發電可達66.42萬千瓦時。

這些建設項目的成功發電帶動著張家口地區的光伏產業沿兩個方向發展：一是鼓勵資助企業或家庭組建分布式光伏發電系統，滿足企業或家庭自身用電；二是繼續引進外資建設規模性光伏電站，實現并網遠程輸電。張家口地區光伏發電項目可緩解北方電力的供需矛盾，有效改善張家口地區及首都北京的環境污染，同時也為企業的發展及西北地區新能源的拓展搭建良好平臺。

4 光伏發電監控系統建設

隨著光伏發電規模的不斷壯大，光伏發電將成為區域電力來源的重要組成部分。規模性的太陽能電站的發電狀況和運營調度，需要設計一個統一的光伏并網監控系統，實現對光伏電站運行中的數據和信息進行集中采集、監測、存儲、分析和顯示，以便掌握光伏電站的運行狀況獲取運營管理經驗，為光伏電站的經濟運行及未來光伏電站的設計提供充實的科學依據。

根據實際情況設計的光伏并網監控系統主要由現場監控、本地監控和遠程監控三大部分組成。并網監控系統結構如圖：

現場監控利用LCD顯示屏和應急啟停按鍵實現對設備的監控，定時讀取各監控參數值。LCD人機界面由單片機進行控制，通過MODBUS協議與DSP控制板進行通信，實現對現場故障應急啟停控制，顯示各項運行數據、故障數據、一定時間內的歷史故障數據、總發電量數據和歷史發電量數據等。

本地監控采用C/S（Client/Server）模式安裝應用軟件，由本地監控計算機和Web服務器通過多線程技術實現實時監控和實時存儲。監控計算機將采集的數據進行存儲、分析，并通過各種樣式的圖形圖表快速反映現場設備的運行情況，將需要的數據生成報表以及打印導出進行更為專業的計算分析。操作人員可通過軟件輸入相應的控制信息控制設備的運行狀態。

遠程監控的電力調度中心采用B/S（Browser/Server）模式通過Internet網實現與本地監控服務器相連進行監控，操作人員可隨時隨地通過互聯網和IE瀏覽器實施遠程監控及對電站進行調度。電力調度中心通過遠程通信網絡收集電站運行的實時信息，從全局的角度對整個電站的運行狀態進行監視、安全性分析、狀態估計、遠程調控等，從而保證電站的安全穩定運行，提高電能質量，確保電網的經濟運行并參與企業經營管理。

5 總結

張家口地區大力推進光伏電站的建設，使太陽能得到充分利用，對減少環境污染、節約淡水資源、改善大氣環境、推動綠色產業發展、實現綠色崛起產生積極的作用，具有明顯的節能、環保和社會經濟效益。

[1]王長江.太陽能光伏并網系統的研究[D].華北電力大學，2010.

羅振成（1974.3—），男，漢族，河北遷西人，工學碩士，講師，主要從事電氣自動化技術、PLC技術研究。

TM464

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1003-5168(2014)03-0101-01