為了體現(xiàn)綠色奧運(yùn)的理念，無錫尚德電力有限公司在國家體育場(chǎng)(鳥巢)建造了一座100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。本系統(tǒng)安裝在位于國家體育場(chǎng)(鳥巢)主體建筑四周的7個(gè)安檢棚的頂部，由于條件限制，每個(gè)安檢棚區(qū)域設(shè)計(jì)為一個(gè)并網(wǎng)發(fā)電單元，就地并網(wǎng)發(fā)電。

　　 創(chuàng)新亮點(diǎn)熠熠生輝

　　 國家體育場(chǎng)安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，安裝在7個(gè)安檢棚頂部，每個(gè)安檢棚頂部共計(jì)安裝無錫尚德公司自主研發(fā)的STP260S-24/Vb型單晶硅組件54件，峰值發(fā)電功率約15kW。由于安裝組件的安檢棚分布于體育場(chǎng)的四周，每個(gè)安檢棚的朝向不盡相同，同時(shí)安檢棚之間的距離較遠(yuǎn)，故采用單元發(fā)電、就地并網(wǎng)的方案，即每個(gè)安檢棚設(shè)計(jì)為一個(gè)并網(wǎng)發(fā)電單元，每個(gè)發(fā)電單元54件太陽組件通過3臺(tái)5kW光伏并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)并接，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

　　 根據(jù)專業(yè)光伏軟件模擬計(jì)算，國家體育場(chǎng)安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)每年提供約10.6萬千瓦時(shí)綠電，年減排二氧化碳約120.9噸。

　　 國家體育場(chǎng)安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)新呈現(xiàn)出以下亮點(diǎn)：
 
　　 1.光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
 
　　 為了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)部的各臺(tái)逆變器之間通過RS485總線與安放在3號(hào)變壓器室的工控機(jī)相連接，通過監(jiān)控軟件對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以及采集系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)(當(dāng)天發(fā)電量、月發(fā)電量、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間等)，并實(shí)時(shí)顯示在顯示屏上。
 
　　 2.可靠實(shí)用的組件安裝標(biāo)準(zhǔn)件。

　　 由尚德能源工程有限公司自主設(shè)計(jì)的太陽能安裝支架系統(tǒng)，具有較全的系列，適應(yīng)不同的安裝環(huán)境和結(jié)構(gòu)，完美的外觀，較高的安全性(在上百項(xiàng)的工程中驗(yàn)證)等，在同行中有較高的評(píng)價(jià)。

　　 3.可靠的逆功率保護(hù)技術(shù)。

　　 由于本系統(tǒng)為并網(wǎng)系統(tǒng)，并網(wǎng)連接點(diǎn)在體育場(chǎng)內(nèi)零層環(huán)形通道的7個(gè)強(qiáng)電井照明配電柜內(nèi)，考慮到安全方面的因素，太陽能產(chǎn)生的電能必須在本地使用，不能向上一層電網(wǎng)輸入電能，所以在太陽能并網(wǎng)點(diǎn)增加了逆功率保護(hù)功能，當(dāng)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)檢測(cè)到有逆功率產(chǎn)生時(shí)(逆功率為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)額定功率5%時(shí))，逆變器能夠自動(dòng)降低功率輸出，或部分逆變器與電網(wǎng)斷開，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率能夠與負(fù)載功率動(dòng)態(tài)保持平衡。以保證上層電網(wǎng)的安全。

　　 技術(shù)難點(diǎn)逐一突破

　　 在國家體育場(chǎng)安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)操作的過程中，遇到了一些技術(shù)難點(diǎn)，都被我們的技術(shù)人員一一攻破。

　　 逆功率保護(hù)技術(shù)。什么是逆功率呢？所謂的逆功率是指，在電網(wǎng)中，低一級(jí)的電網(wǎng)把沒有消耗的電能往高一級(jí)的電網(wǎng)輸送。如果出現(xiàn)逆功率對(duì)高一級(jí)的電網(wǎng)將產(chǎn)生很大的危險(xiǎn)，尤其是在高一級(jí)電網(wǎng)進(jìn)行檢修等相關(guān)的作業(yè)時(shí)，會(huì)給高一級(jí)電網(wǎng)的工作人員帶來很大的危害。
 
　　 國家體育場(chǎng)安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)要求，太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能必須消耗在本級(jí)，不能向上一級(jí)電網(wǎng)輸入電能，這樣的要求對(duì)于一個(gè)100kW的發(fā)電系統(tǒng)來說，的確是一個(gè)挑戰(zhàn)。但是安全是大前提，在電路中我們?cè)黾恿讼嚓P(guān)的逆功率保護(hù)器件，可以確保在本系統(tǒng)出現(xiàn)逆功率的時(shí)候，及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)太陽能發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出指令，使發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)分離，從而防止逆功率的出現(xiàn)。

　　 防孤島保護(hù)技術(shù)。“孤島效應(yīng)”指在電網(wǎng)失電情況下，發(fā)電設(shè)備仍作為孤立電源對(duì)負(fù)載供電這一現(xiàn)象。“孤島效應(yīng)”對(duì)設(shè)備和人員的安全存在重大隱患，為了避免隱患的出現(xiàn)，逆變器一般采用“防孤島保護(hù)技術(shù)”。逆變器采用了兩種“孤島效應(yīng)”檢測(cè)方法，即被動(dòng)式和主動(dòng)式兩種檢測(cè)方法。被動(dòng)式檢測(cè)方法指實(shí)時(shí)檢測(cè)電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位，當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位參數(shù)上，產(chǎn)生跳變信號(hào)，通過檢測(cè)跳變信號(hào)來判斷電網(wǎng)是否失電；主動(dòng)式檢測(cè)方法指對(duì)電網(wǎng)參數(shù)產(chǎn)生小干擾信號(hào)，通過檢測(cè)反饋信號(hào)來判斷電網(wǎng)是否失電，其中一種方法就是通過測(cè)量逆變器輸出的諧波電流在并網(wǎng)點(diǎn)所產(chǎn)生的諧波電壓值，從而得到電網(wǎng)阻抗來進(jìn)行判斷，當(dāng)電網(wǎng)失電時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)阻抗參數(shù)上發(fā)生較大變化，從而判斷是否出現(xiàn)了電網(wǎng)失電情況。

　　 此外，在并網(wǎng)逆變器檢測(cè)到電網(wǎng)失電后，會(huì)立即停止工作，當(dāng)電網(wǎng)恢復(fù)供電時(shí)，并網(wǎng)逆變器并不會(huì)立即投入運(yùn)行，而是需要持續(xù)檢測(cè)電網(wǎng)信號(hào)在一段時(shí)間(如90秒鐘)內(nèi)完全正常，才重新投入運(yùn)行。
 
　　 通信系統(tǒng)。光伏發(fā)電通信系統(tǒng)一般采用RS485總線通信，通信距離的極限為1200米，但光伏發(fā)電設(shè)備分布在鳥巢的周圍，距離達(dá)到1000米左右，幾乎達(dá)到系統(tǒng)的極限通信距離，同時(shí)在鳥巢體育場(chǎng)中還有其他的通信線路，這些通信設(shè)備之間會(huì)相互干擾，影響光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)的通信質(zhì)量。為了克服上述困難，我們采取將通信導(dǎo)線截面加大，降低信號(hào)衰減，同時(shí)采用多點(diǎn)接地，避免其他信號(hào)的干擾。在本通信系統(tǒng)中，我們做了冗余設(shè)計(jì)，采用以太網(wǎng)備用通信方案，確保通信系統(tǒng)萬無一失。