大改造丨让老旧电站焕发新光彩

根据国家能源局官方统计数据，2014年底光伏发电累计装机容量2805万千瓦，其中，光伏电站2338万千瓦，分布式467万千瓦。按照逆变器行业普遍5年厂家质保期测算，也就是到2019年底，至少有28GW以上的老旧逆变器面临厂家质保到期问题。

如果从2009年国内市场真正开启时算，第一批出货的逆变器产品已工作了十年，普遍超出了保质期，面临退役。放眼全球，这一市场的规模更加庞大，英国咨询机构Wood Mackenzie预计，到2019年底全球范围内将有约21GW的光伏电站需要更换逆变器。

在上述21GW逆变器更换市场中，有相当一部分逆变器厂家破产、退出。在国内，光伏的繁荣发展曾吸引无数中小企业进场，而经过两轮较大规模的洗牌之后，大部分企业黯然离场。据不完全统计，2013年以来光伏逆变器企业从几百家降至如今的几十家。

当光伏逆变器老旧遇到逆变器企业退出，这意味着逆变器的更换或技改需要由现存的光伏逆变器企业来服务。事实上，这也是现存光伏逆变器企业将存量变为增量的一个重要机会。

一、老旧设备更换

光伏电站设备或部件存在效率低甚至无法正常工作的情况(如组件严重衰减、热斑、隐裂等)，设备过保运维费用高、原设备或部件不再生产、设计更改等各种原因导致不能买到电站原设备型号，电站需要使用其他品牌或其他型号的设备进行替换，才能满足设备或系统正常运行。

常见的替换场景

● 集中式逆变器替换为组串式逆变器;

● 旧的组串式逆变器替换为最新的组串式逆变器等;

二、监控系统智能化改造

老旧光伏电站曾经未装监控系统，或者监控系统已经瘫痪，原来的监控系统只能实现本地监控，无法进行远程监控，电站出现故障需要运维时，无法从远端获取信息，只能安排人工排查，故障定位不清晰，给电站运维带来极大的不便利，增加后期运维的成本，运维效率低下，严重影响光伏电站的发电量，通过新增智能监控系统或对原有监控系统进行智能化改造，可以有效提升运维效率和降低运维成本，提升光伏电站的发电量和运行效应。

监控系统改造场景

● 新增智能监控系统;

● 多家逆变器品牌兼容到统一的监控系统;

● 多种监控方式兼容到统一的监控系统;

● 汇流箱、环境检测仪等数据兼容到统一的监控系统;

● 监控集成远程数据诊断分析、故障告警、工单派送、报表下载、智能运维等多项功能。

技改项目案例分析

项目名称：贵溪市1MW金太阳光伏项目

项目介绍：该项目为2012年建设的金太阳光伏工程项目，逆变器容量900kW，采用500kW集中式逆变器1台，100kW集中式逆变器4台，分散安装于多个楼面。

并网时间：2012年8月

▲项目现场情况

系统改造原因

1、系统整体效率低，经过7年多的运行，整个系统发电量明显降低，导致电站收益率大打折扣。

2、逆变器厂商已经不再生产该型号的逆变器，出现故障后运维难度大，基本处于不发电状态，导致收益率下降。

3、电站原来只有本地监控，电站发电数据管理和运维不便，需改造为远程智能监控系统。

4、通过技术改造，把原有的集中式机型替换为组串式机型，提升电站整体效率。相对于新建电站而言，技改更为保险，投资也相对较少。

▲500kW集中式机型发电数据

现场情况：

1、组件：该项目240W光伏组件共4200块，分布安装于车棚、楼面等9个位置。组串数量为20块一串，组件直流电缆汇流接入直流汇流箱，走线距离较长。

2、直流汇流箱:

现场采用16汇1直流汇流箱，组串至汇流箱的线缆采用PV 1-F 1*4mm²光伏专用直流电缆，电缆沿支架横梁敷设，汇流箱抱箍安装于支架上。在楼面支架较低的地方，直流汇流箱单独做固定架。

3、直流配电柜:

4台100kw直流配电柜接4台100kW集中式逆变器，1台500kW直流配电柜接500kW集中式逆变器。

4、集中式逆变器：

5、变压器：

变压器低压侧为270V，变比为270/400V，逆变器输出经过变压器升压到400V并入电网。

改造难点：

1、500kW集中式逆变器的输出电压为270V，通过变压器升压后并网。在改造中需拆除变压器柜，改造的组串式逆变器直接400V电压并网。

2、集中式逆变器均放置于一楼配电房内，组串式逆变器考虑到直流部分损耗大，需放置在楼顶。

3、楼面分散，直流线缆距离较长，原有汇流箱，直流配电柜等需要拆除改造。

改造方案：

1、利用组串式逆变器替换掉原有的集中式逆变器，拆除变压器柜，逆变器直接输出400V电压并网。

2、由于现有组件开路电压只有35.8V，工作电压远低于常规组件，若按照原有20块一组进行配置，组串的工作电压不在逆变器MPPT最佳范围。考虑到逆变器最佳效率和节省逆变器数量，在拆除直流汇流箱时，把组串数量重新进行搭配，容配比做一定的超配，提升效率的同时节省设备成本。

3、新增一套智能监控系统，替换原有的本地监控系统，方便电站数据集中管理和远程运维。具体改造方案如下：

★逆变器替换方案：

★监控系统智能化改造方案：

古瑞瓦特推出的智能监控系统，可采用逆变器搭配数据采集器的无线通信方式，通过GPRS、WIFI传输每台逆变器的数据信号到服务器，亦可通过有线RS485通信方式把多台逆变器数据一同传到服务器。同时监控系统可兼容多家品牌的逆变器、环境监测仪、气象站等接入数据，兼容第三方监控平台或原有监控平台进行数据访问，适用于多种监控改造场景。

本项目利用逆变器搭配GPRS数据采集器的改造方案，即插即用，极大的节省了设备安装时间和成本，电站监控数据可以通过手机APP和电脑网页端实时查看。监控界面如下：

针对旧电站运维不便的特点，通过进行智能化监控改造后，让电站具备集成化的监控平台，实现发电数据实时监控和管理，故障可实现实时告警，远程诊断，远程处理，极大减少电站运维成本，让电站运营数据一目了然!

总结

随着越来越多的电站安装，存量光伏电站的技改将成为一个热点。鉴于不同的项目现场情况差异较大，因此，在进行改造前期设计时，一定要现场勘查，设计技改方案时，既要考虑到系统效率的提升，又要严格把控技改成本。