前言

       今年的中央經(jīng)濟工作會(huì )議提出：將“做好碳達峰、碳中和工作"作為 2021年的重點(diǎn)任務(wù)之一，而我國高速公路里程 15.5萬(wàn)公里，對能源的需求與日俱增，碳排放量增速明顯。

       為了實(shí)現采用減少碳排放量，采用清潔能源替代的方式。本文主要講述針對高速公路服務(wù)區建立光伏儲能電站，通過(guò)光伏電板借助儲能系統，依托智慧能源管理平臺，可以像“充電寶"一樣儲存著(zhù)空閑時(shí)間電能，在需要的時(shí)候也能釋放電能，過(guò)程綠色無(wú)碳，為“碳達峰"目標做出貢獻。

一 實(shí)事背景

       近日，G40滬陜高速（上海段）長(cháng)興島服務(wù)區光伏分布式發(fā)電項目正式并網(wǎng)發(fā)電，標志著(zhù)上海高速公路服務(wù)區分布式光伏發(fā)電項目建設成功。

       上海長(cháng)興島服務(wù)區光伏車(chē)棚發(fā)電項目充分考慮服務(wù)區的停車(chē)區的整體規劃，利用西側服務(wù)區停車(chē)場(chǎng)區域布置光伏組件231塊，以1個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)就近接入用戶(hù)服務(wù)區配電室380V母線(xiàn)上，采用“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)"模式接入電網(wǎng)，預計運營(yíng)期25年。該光伏車(chē)棚項目的啟用將為配套的新能源車(chē)充電樁提供約12萬(wàn)度/年，可為電動(dòng)汽車(chē)供20多萬(wàn)次的充電服務(wù)，減少二氧化碳排放量92.64噸/年，相當于1800畝樹(shù)林一天的減排量，所釋放的氧氣可供116000人全天呼吸之用。長(cháng)興島服務(wù)區光伏車(chē)棚項目所延展的“光伏"與“車(chē)棚"產(chǎn)業(yè)效能，充分利用太陽(yáng)能研發(fā)的清潔電力的充電方式，使其可以成為真正的綠色環(huán)保車(chē)，能夠無(wú)憂(yōu)暢行。

二 服務(wù)區分布式光伏發(fā)電分析

1.服務(wù)區分布式光伏發(fā)電原理

       分布式并網(wǎng)光伏系統是利用光伏組件將太陽(yáng)能直接轉變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式，并且能一定程度保證發(fā)電的穩定性、可靠性及供給配電網(wǎng)電能質(zhì)量，是一種新型的、環(huán)保型且具有長(cháng)遠

發(fā)展前景的發(fā)電系統。該系統在高速公路服務(wù)區在場(chǎng)地或附近建設運行，以用戶(hù)側自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)且在配電網(wǎng)系統平衡調節為特征的光伏發(fā)電設施。它能夠就近逐步解決用電問(wèn)題，通過(guò)并網(wǎng)送去實(shí)現供電差額的補償與外送。光伏電源處于用戶(hù)側，可以有效減少對電網(wǎng)供電的依賴(lài)，減少線(xiàn)路損耗。通過(guò)借助建筑物表面，將光伏蓄電池作為建筑材料，從而有效地增加光伏電站的占地面積。分布式光伏發(fā)電系統規模較小，可以根據實(shí)際要求進(jìn)行建設，建設區域選擇性較大，在未來(lái)能源綜合利用發(fā)展中有很大的發(fā)展空間。

2.分布式光伏發(fā)電過(guò)程中的影響

       光伏并網(wǎng)柜在運行中，會(huì )出現電網(wǎng)側電壓、頻率等方面的波動(dòng)對本站造成沖擊、負荷過(guò)高等現象，不僅會(huì )對電網(wǎng)設備造成損壞還會(huì )威脅到維護人員的生命安全。諧波問(wèn)題是光伏發(fā)電的主要問(wèn)題，光伏發(fā)電使用交、直流逆變器，由干逆變器是通過(guò)半導體功率開(kāi)關(guān)的開(kāi)通和關(guān)斷作用，把直流電轉變成交流電,在此環(huán)節會(huì )產(chǎn)生諧波問(wèn)題。另外由于光伏項目的不確定性，造成輸出功率的隨機波動(dòng)，導致電網(wǎng)頻率偏差，電壓波動(dòng)與閃變等。

3.防孤島效應的危害

       當孤島效應發(fā)生時(shí)，負荷大于或者小于光伏發(fā)電功率，電網(wǎng)不能控制供電孤島的電壓和頻率，電壓幅值和頻率的漂移會(huì )對用電設備帶來(lái)破壞。當電網(wǎng)側停電檢修，若并網(wǎng)光伏電站的逆變器仍在繼續供電，維修人員不一定意識到分布式系統的存在，從而可能危及維修人員的安全

       如果逆變器仍然在發(fā)電，由于并網(wǎng)系統輸出電壓和電網(wǎng)電壓之間產(chǎn)生相位差，當電網(wǎng)重新恢復供電時(shí)會(huì )產(chǎn)生浪涌電流，可能會(huì )引起再次跳閘或對分布式發(fā)電系統、負載和供電系統帶來(lái)?yè)p壞。

4.光伏發(fā)電綜合監測解決方案

       利用防孤島保護裝置采集并網(wǎng)電壓、頻率及電網(wǎng)進(jìn)線(xiàn)電流等信號，當發(fā)生孤島現象時(shí)，快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側快速脫離。同時(shí)配置電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置，對電壓諧波、電壓波動(dòng)與閃變、頻率偏差、電壓不平衡度、電壓暫降/暫升/短時(shí)中斷等進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。通過(guò)這些設備在光伏并網(wǎng)柜中的使用，為電網(wǎng)的可靠運行提供保障。

三 服務(wù)區分布式光伏發(fā)電產(chǎn)品

1.產(chǎn)品一次上圖

2.防孤島裝置

       AM5SE-IS防孤島保護裝置主要適用于35kV、10kV及低壓380V光伏發(fā)電、燃氣發(fā)電等新能源并網(wǎng)供電系統。當發(fā)生孤島現象時(shí)，可以快速切除并網(wǎng)點(diǎn)，使本站與電網(wǎng)側快速脫離，保證整個(gè)電站和相關(guān)維護人員的生命安全。

3.電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置

       APView500電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置采用了高性能多核平臺和嵌入式操作系統，遵照 IEC61000-4-30《測試和測量技術(shù)-電能質(zhì)量測量方法》中規定的各電能質(zhì)量指標的測量方法 進(jìn)行測量。集諧波分析、波形采樣、電壓暫降/暫升/中斷、閃變監測、電壓不平衡度監測、 事件記錄、測量控制等功能為一體。

四 服務(wù)區分布式光伏發(fā)電系統

1.發(fā)電效率監測

       綜合看板：顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實(shí)時(shí)發(fā)電功率。累計日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

       配電圖：以配電圖的形式直觀(guān)顯示光伏電站的運行狀態(tài)， 實(shí)時(shí)監測各逆變器的電壓、電流、輸出功率等電參量。

       電站狀態(tài)：展示當前光伏電站發(fā)電功率，補貼電價(jià)，峰值功率等基本參數。統計當前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

       電站發(fā)電統計：展示所選電站的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統計報表。

4.逆變器狀態(tài)監測

       逆變器狀態(tài)：日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線(xiàn)。 直流側電壓電流查詢(xún)。

       逆變器曲線(xiàn)分析：展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線(xiàn)。

       逆變器發(fā)電統計：展示所選電站各個(gè)逆變器的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統計報表。

五 總結

      未來(lái)，將繼續以上海市“十四五"規劃目標為指引，積極探索光伏發(fā)電的能源變革在高速公路服務(wù)區的運用，按照“交通+能源"發(fā)展清潔低碳路沿經(jīng)濟的思路，滿(mǎn)足未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)飛速發(fā)展對服務(wù)區用電量的需求。