王有福     赵先明

华能共和光伏发电有限公司 青海 海南  813000

摘要：本文结合华能共和光伏电站生产运行情况，分析了影响电站综合厂用电率偏高的主要因素。在此基础上，针对综合厂用电率偏高的问题，提出了适用于厂用电系统相应节能的供电方案，将提出的节能方案应用于我站一期厂用电系统并进行了长期监测，结果显示，SP-20K组串型逆变器在屋顶光伏发电系统中的应用大大降低了综合厂用电率，有效减少了购网电量。

关键词：综合厂用电率、节能、SP-20K组串型逆变器

一、影响电站综合厂用电率的因素分析

厂用电率是发电厂重要的经济指标之一，降低厂用电率可以降低发电成本，提高发电厂的经济效益。华能共和光伏电站一期装机容量20MW，其生产、生活用电设备主要使用10KV外购电。表1显示3个数据，分别表示三个时间段一期综合厂用电率。经过对厂用电能耗（万千瓦时）分析发现，影响综合厂用电率偏高的主要因素有以下几方面。

表1 综合厂用电能耗分析表

发电量 负载损耗 空载损耗 10KV生产用电 生活用电 综合厂用电率

数据1 78.88 1.47 0.29 0.48 0.29 3.21%

数据2 44.39 0.48 0.20 0.37 0.13 2.66%

数据3 78.74 1.19 0.29 0.47 0.14 2.67%

（1）生活用电

从数据1与数据3可以看出，在发电量及生产设备用电量较为接近的情况下，生活用电是影响综合厂用电率偏高的重要因素，偏高0.54个百分点。其中，厂用水系统深井泵日耗电约500Kwh，约占生活用电的88.4%。可见，深井泵耗能是厂用电的消耗大户。

（2）发电量

天气状况及限电情况直接影响设备利用率，影响发电量。在天气晴朗、不限电的情况下，电池组件发电量越高，逆变器转换效率越高，用电量占发电量百分比越低，综合厂用电率越低。

（3）箱变损耗

箱变损耗与容量、阻抗电压、环境温度、负载率等因素有关。箱变容量越大，阻抗电压百分比越高，损耗越大；环境温度越高，损耗越大；另外与负载率也有着较大关系，对于同一功率输送，长时间处于低负载率输送，箱变损耗更高。

二、节能供电方案

通过对综合厂用电率偏高影响因素的分析，结合厂内自身电网结构要求，提出将独立电源并入电网的节能方案，并研究决定采用屋顶分布式光伏发电系统并入电网的方案，减少10KV购网电量及降低综合厂用电率。

（一）负载需求

为了满足SP-20K逆变器输出并入400V电网、厂用电停电时可继续为负载供电的需求，在物资库房屋顶装配一套装机容量为34.3KW的分布式光伏发电系统。SP-20K逆变器是不含变压器的组串型光伏逆变器，用于将PV电池板输出的直流电能转换为交流电能，自发自用。

（二）供电方案

屋顶分布式光伏发电系统采用逆变器输出和400V母线段并联运行方式，共同给厂内生产、生活设备供电方案。供电方式如下：

（1）逆变器输出功率<厂用负载时，负载优先使用逆变器电源，不足部分由厂用电提供。

（2）逆变器停机（晚上或雨天等情况）时，负载完全由厂用电供电。

节能供电方案由3个模块构成：DC-AC发电模块、配电模块、通讯模块。如图1所示：

（1）DC-AC发电模块

SP-20K组串逆变器将4组PV阵列光伏电池板产生的直流（DC）电能变换为交流（AC）电能，并将发出的（额定电压400V）交流电通过400V低压配电柜分配到负载端。

（2）配电模块

结合屋顶具体情况及日发电小时，通过理论计算出屋顶4组PV阵列装机容量为34.3KW，日发电量约147Kwh。根据每组PV阵列最高负荷情况，选择400V配电柜的D3-6抽屉（60A）和D3-4抽屉（50A），并接至生产、生活用电设备。

（3）通讯模块

整个系统能够实现远程监控、本地监控及环境温度检测，通过监控服务器、数据采集器，可以观察实时数据（电压、电流等）、告警信息、历史信息，可以实现遥控逆变器开关机。系统性能优越，运行稳定可靠。 

图1 节能供电方案构成示意图

三、综合厂用电率控制措施

（一）引接外部节能控制系统

将容量为34.3KW分布式光伏发电系统引接至站用电400V母线段，给生活、生产供电。按照每小时大约能发24.5Kwh电能来算，34.3KW分布式光伏发电系统日大约能发147Kwh电能，日利用小时约为6h。自节能系统接入以来，累计节约外购10kV用电2.0336万千瓦时。

（二）降低生产、生活用电量

（1）通风散热，避免负载高负荷运行。采用并联电容技术，提高功率因数，降低变压器损耗。

（2）减少厂用水系统深井泵启动频次及运行时间，降低深井泵的耗电。通过园区管道供水、停运深井泵的供水切换方式，降低综合厂用电率。

（3）加强对厂用照明、取暖设备的管理控制，更换高能耗的照明灯泡，减少办公设备长时间开机耗电。

（三）提高发电量

（1）保证逆变器正常开机，提高设备利用率。

（2）在保证安全稳定运行的情况下，尽可能少发或不发无功，提高功率因数。

（3）运行维护优化，提升电站智能化运行水平，通过智能化辅助手段进行运行数据分析，及时找出故障源，进行点对点的故障排查，确保系统高效、稳定运行。