【视角】光伏电站开发建设问题汇总解析

各位来宾、各位朋友，大家中午好。很高兴受主办方邀请来这里发言。今天跟各位交流的主题就是光伏电站在建设过程中应注意的问题。光伏电站在建设的过程，也是契合我们这次会议的主题，就是电站的质量以及设备选型、设计优化等方面的问题，做一些交流、探讨。在开始之前，我首先想简单介绍一下兴业太阳能集团。

中国兴业太阳能控股有限公司是一家有20年发展历史的企业，总部位于广东珠海。2009年初在香港上市，一度成为香港的新风光。2014年产能超过50亿，2015年将突破60亿。我们的愿景是，成为世界领先的清洁能源利用系统方案解决者。兴业集团主要有三大产业板块。第一，节能环保产业，也就是绿色建筑、低碳建筑方面的推广应用。第二，就是新能源方面，包括我们的大型地面电站、分布式电站、智能微电网、大型集中光伏光热系统的研发和应用。第三，新材料，也就是我们大型激光和智能的液晶光膜等方面的一些产品。

光伏电站这一块，我们有两大块。第一大块是EPC工程，包括系统设计、材料购置、装配加工、现场安装以及运营服务。第二是DOT自主投资的项目建设。包括项目开发、项目申报、项目建设、运营以及最后的项目证券化发展。截止2014年底，兴业集团的EPC项目遍及全国各地，基本上各个省份都有我们的足迹。总装机容量超过1GW，这张图片就是我们在各个地区的一个分布图。这是EPC的一些随机选取的功能案例，比如深圳机场、广州粤电、长沙开发区的一些光伏电站项目。珠海格力的屋顶电站，青海的，杭州50兆瓦的，二期、一期20兆瓦的地面光伏电站。

截止2015年6月底，兴业集团光伏DOT业务遍及新疆、甘肃、湖南等多个地区，总装机容量接近500兆瓦。这是一个分布式的地面电站的分布图。这是我们在新疆库尔勒地区建立两期的地面电站，第一期30兆瓦，2013年12月份并网发电。二期2014年9月开工建设。在甘肃武威，一期50兆瓦，于2014年10月并网发电。二期60兆瓦也是同年开工建设。这是一些分布式的DOT项目，包括在广东还有湖南的一些电站项目。深通科技、广东易华。还有我们近期在建设的一些光伏电站，这是在广东阳江的一个集生态旅游、观光互补一体化的一个光伏电站的应用，已经并网发电，装机容量是50兆瓦。

2015年，兴业集团已经取得约500兆瓦，包括中西部地区，陕西、新疆、青海、湖南、湖北，还有我们的总部所在的广东，阳江、惠州等地区，做了一些规划。

兴业太阳能集团是从2006年开始研发光伏建筑一体化的技术，到现在已经快10年。从我们的光电建筑到金太阳工程，从我们的标杆电价到余电上网，兴业集团承接的项目大大小小也有几百个。在建设过程中，我们也遇到了很多问题。我相信在座的同行，兴业遇到的问题大家也可能会遇到。那这边我就提出的一些问题，拿过来跟大家做一个交流探讨。

首先提到标准规范问题。就在上个月，我们参加一个国家标准，也就是一个分布式电源的一个结构标准的征求意见会议，当时兴业提了两条意见。在并网点和公共连接点，不要加装电能质量在线监测仪。当时我们就提出，并网点那个在线电能质量监测仪保留，在公共连接点的那个要去掉。因为公共连接点的电能指标，不一定全部是由光伏并网引起的。而且在建设过程中，这一项的出具也会对并网周期以及开发商造成比较大的影响。

第二条也是在电网的要求，因分布式电源的介入，要加装一套频率监测系统，加装在我们的电网处。同样的，我们提反对意见。跟上面的是一样的道理，我们从电力的设计经济性、必要性、科学性，以及影响到我们行业发展、并网时间等各个因素，提出这个质疑。最后专家采纳了我们的意见。

我说这个意思是什么呢？就是兴业在标准和规范这一块，也是投入了比较大的精力，去推动和维护我们光伏这个行业的一个健康发展。就拿刚才那个说，如果那个通过了发布了，我相信在座的很多分布式的开发商，你们所建的每一个电站，至少要多一套电能质量监测仪，如果你一个电站十个点，就是几十万。而且这种是国家标准必须服从的。所以我们也呼吁在座的各位，跟兴业一起，在标准、规范这一块也能尽自己的努力去做一些工作。

这边列的是光伏设计与施工，相关的一些已经发布的规范，不包含检测以及产品测试。其实光伏电站标准规范，大部分是在2010年、2009年之后，有这么一个比较全的数据，以前基本上是比较缺失的。但是，虽然我们有很多标准现在正在编制，也正在去征求意见，我们的速度还是不够的，就是我们在这一块还远远不够。比如我们在光伏电站的户主建筑方面，有消防防火的规范。但是在厂区，以及我们组件的这一块的消防防火方面的规范是缺失的。

还有比如我们的结构设计，分布式电站分压系数到底取多少合适？1.2、1.3、1.5，影响有多大？其实这些都暂时还没有标准。还有一些细则方面，比如我们分布式的接入的无功考核，用户在接入光伏计量与分计量，这些在后面我们也会提到。

我们必须要提的是与光伏电站建设接入相关的问题。这里拿了两个分布式接入的文件，2013、2014年，在国家能源局的压力下，我们两大电网公司，包括国家电网，都出具了电网接入相关方面的一些比较详细的规范和准则，或者文件。但是通过我们运营发展还有在建设过程当中，发现还有很多细节问题都没有提到。比如接入的电压等级与容量的问题。比如一个400千瓦的一个小型分布式的电站，你拿到广州供电局，你可能可以去低压并网。这是各个局对它的一个标准把握，是不一致的。有保护配置问题。有些地方或者有些地方局，不管你这个光伏电站多大的规模，多小的容量，他可能都要你按照控制系统。

还有一些通信调度问题。就算同一个省，同一个电网区，一个同样的时间和项目，有的可能就要求你建立一个专用线，一个专用的一个调度通信通道，比如在广东江门。但是你如果到了其它的一个局，它不一定要求专用线，像在广州，它就可以用一个DTO，无线，把一些发电量的信息上传就可以了。这就是很多地方其实在建设过程当中，会遇到的一些比较难以把握的，会影响到我们建设开发的一些因素。

我们看一看电站的一些使用问题，也是我们走访了很多西北的地面电站所发现的一些问题。比如光伏电缆的接线混乱，没有防护。像这个接线盒，这里的电缆简直是杂乱无章。下面这里都没有防护，直接就这么挂过去。这是基础支架的一个悬空，或者干脆有的就拿一个石头垫在下面。这个肯定是在施工过程混凝土的一个凝固时间，以及缺水等方面，可能在施工工艺控制方面，没有严格的控制，所以造成这种现象。左边这个图片非常明显，一个线路的电杆的阴影直接投射到我们光伏组件上面，这种设计肯定是不合理，还有斑点、污渍也会在组件上面。

西北很多地区在建设过程会遇到冬季施工的问题，冬季施工在混凝土的浇铸和防护方面，如果稍微没做好或者配置不达标，就容易造成像图片这种直接垮掉、崩掉，这种基础的问题。左边是一个光伏支架，已经出现了锈迹斑斑的情况。右边是一个接地极，从土、沙子里面，已经现出一部分开始侵蚀的迹象。尤其是在新疆，我们在西北其它地方见过，新疆这边的土质，可能这种事情会更强一点。比如我们在青海的接地极是40乘4，在新疆可能要加一个规格，要50乘5或者60乘6，因为土质的腐蚀程度不一样。这个是需要我们做一些充足的准备，组件的质量。

不过是分布式还是地面电站，在安装或者一些放电过程，如果不注意，经常就会造成电池的隐裂，隐裂表面是看不到的，这里两个图片，EL的测试图。这边有一些黑片，这边有一块是已经隐裂了。还有一些甚至是迸裂。尤其是分布式电站如果在施工工艺控制不严的话，很多施工去踩那个电池板，就往往会造成这个问题。长期变形发展的话，这个组件可能就坏掉或者烧掉。

它的背板跟我们的一个支撑的运行过程之后，这个风吹着它，可能会有一些振动。长此以往接触，可能造成它的一个，因为它也是一个导电体，一直在运行，造成它背板的一个烧坏。

再谈谈我们火灾与安全的问题。这三张都是光伏电站的组件区域，刚才我们上面也提到组件区域的消防规范，其实在国内还是比较缺失。其实像光伏电站这种发电系统，在国外如果发生火灾像这种，消防员是不去救的，一直要等它烧干净，烧完。因为它全部的区域，它一直都在输出电能，可能一输出就短路，短路就会烧。所有的东西都是带电体，这种消防很难不顾消防人员的安危冲进去做消防补救。

这里是一个光伏连接器，我们经常叫公母接头。公母接头其实大家不要忽视，只要你拿出来了，安装在架子上面，你还没给它接上电，可能挂在那里，说不定它哪一天就像这样烧了。为什么呢？因为公母接头它如果质量不太好，如果安装过程它垂在那个地方没有做一些其它防护和保护，尤其在风沙或者有一些水气的地方，这里面就会进水。长期以往进水，并且它是一个正一个负，如果是安在一起，那么你绝缘会破坏。甚至它通过一些其它东西，根本不用接入电路，它就已经开始烧毁了。

所以我们在电站施工的时候，如果你这个光伏公母头还没有接，一定要用东西把它藏起来或者保护起来。在分布式的电站上，这种公母头接触到我们的金属屋面，接触金属屋面是一个很危险的事。也一样，在长期的运行当中，绝缘破坏或者一些防护等级。我不知道现在在座的开发商或者设计单位在选公母头的时候是IP65还是67，反正我们要求是67的。并且，尽量的选用跟组件一致的公母接头来连接。

二，它跟光伏金属管接触之后，也会造成它的一个出故障，高温、高湿以及其它环境下。有一些厂商拉回广东，甚至把金属管给烧毁，引起火灾。所以在建设分布式电站或者地面电站，你可能把那个公母头要设计一个东西把它挂起来，让它不要跟那些金属或者有相关的东西连接。光伏连接器是一个很大的问题。

直流线路。直流线路的烧毁也是光伏电站的一个特点。因为它如果发生短路，它不像我们传统的交流电路直接可以跳掉，它是跳不掉的。因为它组件输出的工作电流和我们的短路电流是非常接近的，一般情况如果是发生短路，断路器是跳不掉，只能任它烧。所以直流电路也是一块非常危险的区域，像这个图片，它在穿管设计或者散热方面都不太好。它本来刚投运的时候没问题，运行了一年之后，等它已经在接触的部位逐渐发热、老化，接触到其它的金属部件的时候，可能它的绝缘在哪一天就会破坏，它就直接会正负极短路，引起烧毁。

逆变器和直流柜的烧毁。逆变器和直流柜同样，它是很多直流线路，逆变器的话有交流线路输出。如果我们的开关元器件、断路器，像一个这种，断路器，它经常在接触过程当中，因为我们现在的那种设计，有可能就是正负极，都接在同样一个断路器的下方。也就是说，那个断路器如果是四极的话，两极接正，两极接负，这是一种方式。还有一种方式，就是四极都接在一个回路上。那如果说两极都接在一个上面，有可能，如果断路器的质量不是太好的话，它在多次的操作过程，它的断点的分段时间，几个极之间有一个微小的差异，也可能会引起正负之间的断路。长此以往，有可能就引起直流电路的烧毁。

还有这边是一个配电柜，一个烧毁的图片。配电柜的烧毁很大的原因在于，可能我们经常会装那个二极管，你如果二极管的设计通风放置不合理，导致它这边运行一直这样，一个二极管就相当于一个60瓦、100多瓦的灯泡，或者一个加热器在里面，你如果有七八路，十来路，放在里面，一个柜子里面的发电功率就有上千瓦。长此以往，散热不太好，或者你选的配电房的通风散热不太好，就会引起发热。一发热，最后在二极管接触的那一点，可能就会融化，一融化引起烧毁、短路。

还有汇流箱，同样的，经常出问题的一个设备。还有专门要提到人身的安全，这是被直流电烧伤的图片。这应该是今年的上半年，南方有一家企业，在屋顶电站施工的时候，就发生人员的伤亡事故，也是可能被电击。

这些就是光伏电站现在存在的一些安全或者质量方面的问题。

那么我们就建议，一定要重视设备的通风散热设计，不管你是汇流箱也好，直流配电柜也好，逆变器也好。如果你的热散不出去，你的设备、器件在长期高温或者高湿运行，总有一天它可能就出故障了，就出现烧毁，出现安全事故。同时，我们应该要把握关键元器件的质量。像在光伏电站，一些不起眼，甚至看起来不是很重要的地方，比如接线盒、光伏连接器，这些往往是我们最容易出问题的地方。还有直流开关。这些器件，我们应该要选品质可靠，质量比较好的一些产品。

同时很多光伏的质量问题，是由于施工甚至维护这方面造成的。比如在做接头包括公母接头或者其它的电缆接头，高压电缆接头没做好，可能在运行过程、电缆铺设等等，如果划伤，或者设计也不合理，有阴影，有漏装，压接的时候螺丝没有压紧，拧的时候力矩不到位，这些都可能为后面的电站留下隐患。

再看看技术预防，既然它有这么多的问题，我们其实也可以从一些技术方面做一些手段。比如兴业集团在这方面做了大量的研究，比如在直流配电柜，我们设置分支部的。逆变器它是有绝缘监测功能，但是它的绝缘监测有效性以及它的定位的具体，是不能完全准确的。所以我们在分支直流线路，可以设一些绝缘监测报警装置。我们在汇流箱可以设一些防辐的，像兴业有一个专利，是防辐的质量检测的一个汇流箱。就是说它一旦线路出现问题，立马就报警。

以及我们事后的，现在线缆感温火灾探测器在直流线路这一块，我们的线槽容易出问题的，我们可以设置一些线缆感温探测装置。以及我们的全方位的监控系统。如果出现了有一些短路或者故障，我这个监控系统马上就反映。比如我们在汇流箱那里，把它的触点给启用，后台我们马上发一个信号给它，把它跳开，从源头就把这一段先堵住。这也是我们在电站监控方面做的一些技术预防手段。

第二部分，设计注意的问题以及我们的优化，跟各位探讨一下。首先我们看到组件的横竖布置的问题。不管是分布式电站还是我们的地面电站，其实都排除不了我们组件的下沿可能会受阴影的遮挡，以及一些积灰、积尘。我们刚才也提到过，这个是不可避免的。那我们组件，现在西北我们的电站我们也看到，有横向布置的，也有竖向布置的。

单从发电量我们来看看，这两种布置方式有什么不同。首先介绍它的组件，现在一般里面都会安装三个二极管，以便如果有地方堵塞，就从别的电流流过去。我们看一下，如果产生阴影或者积灰、积尘的遮挡。对于竖向的话，如果说分三个回路，这边三个回路。你下面挡住的话，这三个回路，因为它要这样连起来一直走，那这六片齿片，就把三个回路都挡住了。如果在横向的，我们看一下。它如果下面积灰或者遮挡，它就挡着这一排。那我们看到，这一排分布在这个上面，相当于这个电池组件里面的一个小孔上面。如果它发生了遮挡，我们其实电源这里还是可以保证正常输出。它这里走不出，就通过别的二极管走掉了。所以显而易见，单单就发电量来说的话，横向肯定是大于竖向的。

再来看看我们的组串连接的优化问题。我们知道现在行业的组件，都是900MM。上面一个是组串连接方式，应该是我们当今最普通、最常规的一种做法。就是它有一个相连，可能它汇集在这边的话，这边连完之后，它肯定要拉两条线，一直拉到这边。这一块就是线槽或者汇流箱。这是上面一种接线方式。

再看看，如果说下面这一种，组件的长我把它加3块，加到1米2，它连接就从第一块的正连到第三块的负，再连到第五块的正。这样隔板相串，串完之后在过程当中又串回来，最后就形成它的一个正负输出。都是在架子的这一边，直接就进入线槽。如果对于大的方阵，甚至有设计四块更大的方阵，我们可以算一下，这两种方式对于电缆的路径以及电缆，如果是22块的话，它可能就40多米，45米左右。下面的话，就是那些多的3板，那就是十几米。所以下面的方式比上面的，应该是要节约30多米的直流电缆。同时，直流电缆短了，我们的建设成本就是降低的。同时，如果这一个是在下沿，像刚才那个横竖布置一样，如果它在下沿的话，它这一块受阴影或者其它的遮挡，那就影响大了。但是如果在这边的话，它在下沿，它一受遮挡，上下不会受影响。

我想现在大家都已经很明确，可能比较清晰，这两种接线方式，哪一种是更优的。这是在设计组串方面的一些问题。

再看看我们基础的地质环境。比如这个图片是一个沙基，基本上下面是被风沙掏空了，尤其是像新疆，沙丘或者沙地带，很容易出现这样的问题。它是地基或者被沙吹了，或者不均匀的沉降造成。或者我们可以在下面做一个圈，我们把它连到一起。

集装箱式的设备的防风、防沙。刚才我们也讲的，如果这个通风散热不太好，一建成，温度升高，风扇烧坏，最后导致设备故障、停机。所以在防风防沙的设计，我们觉得作为EPC企业来说，选这个设备也是一个重要的点。我们现在看到行业内，有一些在这方面采用暴风型或者什么其它的方式，来解决这个问题。

现在汇流箱我们现在基本要求防护等级是IP65，但是一旦到达IP65，不管是用在屋顶还是地面电站，很可能它就会通风散热不行，高温跳闸。所以它这边也有一些通风散热的，比如下面这个防控，我们设计一些陡形的一个线槽。

防风护沙，尤其在新疆的地方，有几个方式。比如这是一个传统的护沙方式，还有一些化学剂的护沙方式，利用化学剂涂在表层，把气流隔离开来。还有一些藻类的护沙技术。更多我们可以把藻类护沙跟我们化学剂来结合使用，可能这个效果会更好。

山地电站的一些特点。山地电站在建设过程中，它底下可能是石头和一些其它的。比如接地电阻不达标，几十欧。所以我们在做电站测试的时候，就要去规避这个问题。以及我们不管是商业还是其它的，在征地过程当中，横向的不规则，方阵的形状特殊，导致我们35千伏极电线路规划非常困难。比如我们这一条是10兆瓦，最后你在这边还有一两兆瓦会接在哪里不太清楚。

这就是我们分布式电站的一些特点。比如在座的现在有很多分布式的开发商，比如这个问题，用户在这儿并网。用户在这儿并网之后，会发现原来的企业就被供电局，就是在供电局考核的地方，发现它供电因素只有0.1，就被罚款。这是什么原因呢？这个原因我们可以算得到，光伏发电输出如果是全有功的话，它改变了原来配电系统的一个比例。从电网这个入口来考核的话，有可能它的有功就非常少，无功还是需要那么多，那它的比例就下降了。在这种情况下，它会是一个负担。

所以我们是不是加无功补偿方式？增加成本，或者把并网点移到这边。移到这边，原来的无功补偿可以启用，但是这个问题还是解决不了。或者把它移到并网点C，就是作为一个拼接，这样就可以解决问题。

还有一个开发商的计量问题。比如原来的用电企业有几个计量帮手。从这边一个总的计量帮手，这边有一个生活负担或者其它非工业的负担，那就是两种电站。两种电站分布式开发一介入进去之后，接到这个点，那它的一个电站该怎么算呢？其实这个时候，你发多少的电是给工业用掉？多少的电是给生活负载用掉？用公式可以算得出来，就比较复杂。但是算出来之后，这种方式，跟供电局那边是一个什么样的沟通或者协调？这是分布式。

一些方阵极电的线路的一个优化。比如我们原来一个方阵布在这边，这是两条汇集的线槽，这边是一个阻断，拉过来，这边阻断，一样要拉到这边。这显然就是一个不合理的设计。我们把线槽移到这两个位置，同样这边拉到这里，这边拉到这边，然后再汇集过去。它所经过的路径是对等的。所以在做方阵极电的线路的设计的时候，有很多优化的地方，可以多去想一想。

还有我们一个交直流线路的问题。比如一个屋顶项目，它要在下面去并网，那把设备放在顶上还是放在下面？其实从各个地方来说是不一样的。从安全性来说，放在上面，直流线路短，交流线路长，它应该更安全一点。或者说直流线路短，交流线路长。因为直流线路电压高，一短路它很难去控制，也很难去跳闸。交流线电压低，也比较容易实现保护。

最后讲一讲发电量。这里肯定是不全，这是我们提到的一些建议。比如在设计阶段，我们以最优的方阵设计，尽量减少组串的疲惫损失。因为疲惫损失在电站的一个效率当中损失是比较大的，包括我们的朝向。比如一些三级电站还有一些其它地方，朝向、温度、阴影、一致性以及良好的通风散热的设计，主要是防止我们一些设备，逆变器、变压器，过热导致烧毁。它一出故障，肯定就影响你的发电量了。直流配电柜、二极管的设置，同样是消除那种疲惫损失。但是它是一个双刃剑，如果设计得不好，这个直流配电柜可能就像刚才那样，会出现烧毁以及其它的事故。我们还可以优化线路和电缆设计损失。

我们那一年在青海，不是有一阵评比发电量最高的电站？后来发现那个发电量最高的电站，设计的直流线路，比如别人用的是4平方，它用的是6平方的线路。这样它的损耗就降下来，效率就高。当然这个要配合我们投入与产出的一个计算。还有比如采用更低能耗的一些变压器，在低负载率功率比较高的，配一些合金变压器。还有性能稳定的关键元器件，比如主开关。像我们在新疆那个电站，就有一次那个主线路，35千伏的开关出问题，维修花了20多天，这20多天发电量就白白损失。一定要降低主设备的一个故障率。

还有我们的优化逆变器的发电启停时间，其实发电量的比重，可能更多是在你一些细枝末节，在早上和晚上比，看谁启得更早，停得更晚。我们可以调整逆变器的启停功率水平，减少发电时间。

还有在施工阶段，我们可能控制光伏连接器对高压电缆的制作指标，电缆的一个辐射施工的一个指标，运维阶段光伏组件的定期清洗。其实这个清洗成本和投入产出的一个最佳的匹配，各位可以去算一算，现在也有专门的清洗公司，可以去帮你算这个最优的投入产出比。

还有我们的汇流箱、直流配电柜、逆变器、箱变及线路，要及时消除故障和事故的隐患，共同提高它的一个发电量。

我的交流就到此结束，谢谢各位的聆听。