DQZHAN技術(shù)訊：光伏電站配UPS？是個難題
針對光伏廠區(qū)箱變配電柜是否配置不間斷電源（UPS）的爭論一直存在，筆者今天從多個維度分析配置UPS對光伏電站的運行到底起多大作用。
（來源：微信公眾號“光伏測試網(wǎng)”作者：林子）
光伏廠區(qū)二次監(jiān)控要不要配置UPS？
在傳統(tǒng)電力行業(yè)，為保證整個控制系統(tǒng)**穩(wěn)定運行，其中一個很重要的設(shè)備就是UPS。確保從信號采集、上傳到數(shù)據(jù)分析、指令下達(dá)整個閉環(huán)控制要保證24小時不間斷供電，因此UPS是非常重要的設(shè)備。然而光伏電站系統(tǒng)與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)有不同之處，其中光伏發(fā)電單元的保護(hù)基本是在本地即逆變器、變壓器自動動作，無需后臺下定指令即可完成保護(hù)。光伏發(fā)電單元上傳的信號諸如電流、電壓、功率、諧波、變壓器油溫報警等等，主要目的是監(jiān)視作用，實際是不做控制，因此光伏發(fā)電單元數(shù)據(jù)上傳不需要確保24小時在線。
光伏電站數(shù)據(jù)采集和上傳工作，常規(guī)是每個發(fā)電單元配一套測控裝置，箱變低壓配電柜提供測控裝置供電和安裝位置。有些客戶會要求在配電柜單獨配一套UPS裝置作為備用電源給測控裝置供電。而站在不同客戶角度對配置UPS的目的是不同的：
業(yè)主、設(shè)計院、EPC：YES
*終業(yè)主方要求配UPS的目的主要是擔(dān)心光伏廠區(qū)斷電或夜間光伏不發(fā)電時候，要保證通訊正常，后臺數(shù)據(jù)實時更新，同時在白天發(fā)電過程中逆變器停機(jī)保護(hù)可以通過后臺分析停機(jī)原因。業(yè)主方的顧慮確實很有必要，但實際上如電網(wǎng)斷電后運維重點工作是放在高壓側(cè)監(jiān)控上，確保電網(wǎng)側(cè)來電后，高壓保護(hù)設(shè)備運行正常。高壓側(cè)保護(hù)系統(tǒng)是安裝在中控室內(nèi)，有配套完善的供電系統(tǒng)。
設(shè)計院在編制設(shè)計規(guī)范有時也會把UPS列入工程量清單里，除業(yè)主要求以外，還有設(shè)計本身的因素。針對光伏設(shè)計參考傳統(tǒng)電力設(shè)計規(guī)范，很多設(shè)計人員對光伏系統(tǒng)的了解也**于理論，實際項目運行情況并不是很了解，對光伏運行環(huán)境和UPS壽命也不關(guān)注。
作為EPC單位，在項目投總包階段通常也會把UPS作為光伏廠區(qū)設(shè)計必要的設(shè)備所考慮，同時還增加一些非必要的備品備件諸如直流母線電容、DSP控制板等等。主要目的是總包秉著對業(yè)主高度負(fù)責(zé)任的態(tài)度，體現(xiàn)對該項目方案的嚴(yán)謹(jǐn)性和專業(yè)性。但實際上很多備品備件在項目現(xiàn)場因后期保存不當(dāng)造成的損失是非常嚴(yán)重的。
所以從業(yè)主、設(shè)計院、總包等角度對光伏發(fā)電單元配套UPS都是持默認(rèn)同意的態(tài)度。然而站在設(shè)備方及運維角度來說恰恰相反。
逆變器、變壓器廠、運維方：NO
首先從功能來說，測控單元通常安裝在箱變低壓配電柜內(nèi)，白天可以使用光伏發(fā)電作為主要供電來源，而在光伏不發(fā)電的夜間變壓器高壓側(cè)不斷開，所以配電柜也是帶電，可以保證測控單元24小時候不斷電。
據(jù)國內(nèi)一位逆變器工程師反饋，他們的集中式一體機(jī)逆變器本身自帶的智能測控單元采集光伏廠區(qū)數(shù)據(jù)，然后通過光纖環(huán)網(wǎng)上傳至后臺站控系統(tǒng)，功能和第三方測控裝置完全一致。智能測控單元采用交直流冗余供電可確保二次信號不會因供電問題而丟失。如果是白天電網(wǎng)斷電，逆變器直流輸入端有電壓，測控單元可以正常供電，如果電網(wǎng)在夜間斷電，即使配了UPS作用也不大，主要原因是常規(guī)配置的UPS為1KVA，監(jiān)控單元功率約300W，也就只能保證3小時連續(xù)供電。光伏發(fā)電運維主要是在白天，所以夜間即使電網(wǎng)斷電，光伏廠區(qū)監(jiān)控數(shù)據(jù)中斷對運維也不會產(chǎn)生影響。
UPS對安裝環(huán)境是有具體要求的，UPS采用鉛酸電池，對運行環(huán)境苛刻，通常是安裝在工程師站或服務(wù)器機(jī)房等，需確保環(huán)境溫度、濕度、粉塵不會對設(shè)備運行造成影響。常規(guī)UPS壽命只有5年左右。眾所周知，光伏系統(tǒng)安裝環(huán)境場景很多，大部分屬于環(huán)境無法保障的地區(qū)，如果把UPS安裝在發(fā)電單元低壓配電柜內(nèi)，配電柜防護(hù)等級常規(guī)為IP54，因粉塵導(dǎo)致靜電或影響風(fēng)扇運行對UPS壽命和穩(wěn)定性的影響是巨大的，據(jù)統(tǒng)計在光伏區(qū)的UPS壽命*多是3年時間。按照光伏發(fā)電25年計算，至少要更換8次UPS，對后期運維成本的增加不難想象。
據(jù)電站運維人員反饋，光伏廠區(qū)配置UPS完全沒有必要，主要是光伏發(fā)電過程中UPS沒有起到作用，另外考慮到人員**問題和成本問題也很難對UPS進(jìn)行定期清理維護(hù)。因此UPS在實際項目運行更得不到保障，故障率必然很高。
作為逆變器或變壓器廠家不推薦配置UPS還有一個重要因素就是質(zhì)保問題，常規(guī)逆變器質(zhì)保為5年，變壓器質(zhì)保是2年，考慮到UPS故障率偏高，所以如果*終客戶堅持配置UPS，設(shè)備廠家會約定2年UPS質(zhì)保時間或者相應(yīng)增加設(shè)備單瓦價格，為應(yīng)對后期更換UPS的成本。
按照100MW電站計算，30個發(fā)電單元，至少初始投資要增加9萬元，后期更換成本約72萬元。目前國內(nèi)光伏已經(jīng)邁入平價時代，度電成本要求越來越低，如何降低非必要成本投入提升整個項目收益是我們需要考慮的。
對于光伏廠區(qū)要不要配置UPS，你怎么看？
