DQZHAN技術(shù)訊：光伏電站配UPS？是個(gè)難題
針對(duì)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(gè)維度分析配置UPS對(duì)光伏電站的運(yùn)行到底起多大作用。
（來源：微信公眾號(hào)“光伏測(cè)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(gè)控制系統(tǒng)**穩(wěn)定運(yùn)行，其中一個(gè)很重要的設(shè)備就是UPS。確保從信號(hào)采集、上傳到數(shù)據(jù)分析、指令下達(dá)整個(gè)閉環(huán)控制要保證24小時(shí)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(dòng)動(dòng)作，無需后臺(tái)下定指令即可完成保護(hù)。光伏發(fā)電單元上傳的信號(hào)諸如電流、電壓、功率、諧波、變壓器油溫報(bào)警等等，主要目的是監(jiān)視作用，實(shí)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(shí)在線。
光伏電站數(shù)據(jù)采集和上傳工作，常規(guī)是每個(gè)發(fā)電單元配一套測(cè)控裝置，箱變低壓配電柜提供測(cè)控裝置供電和安裝位置。有些客戶會(huì)要求在配電柜單獨(dú)配一套UPS裝置作為備用電源給測(cè)控裝置供電。而站在不同客戶角度對(duì)配置UPS的目的是不同的：
業(yè)主、設(shè)計(jì)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(shí)候，要保證通訊正常，后臺(tái)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，同時(shí)在白天發(fā)電過程中逆變器停機(jī)保護(hù)可以通過后臺(tái)分析停機(jī)原因。業(yè)主方的顧慮確實(shí)很有必要，但實(shí)際上如電網(wǎng)斷電后運(yùn)維重點(diǎn)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(yùn)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(jì)院在編制設(shè)計(jì)規(guī)范有時(shí)也會(huì)把UPS列入工程量清單里，除業(yè)主要求以外，還有設(shè)計(jì)本身的因素。針對(duì)光伏設(shè)計(jì)參考傳統(tǒng)電力設(shè)計(jì)規(guī)范，很多設(shè)計(jì)人員對(duì)光伏系統(tǒng)的了解也**于理論，實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)行情況并不是很了解，對(duì)光伏運(yùn)行環(huán)境和UPS壽命也不關(guān)注。
作為EPC單位，在項(xiàng)目投總包階段通常也會(huì)把UPS作為光伏廠區(qū)設(shè)計(jì)必要的設(shè)備所考慮，同時(shí)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(duì)業(yè)主高度負(fù)責(zé)任的態(tài)度，體現(xiàn)對(duì)該項(xiàng)目方案的嚴(yán)謹(jǐn)性和專業(yè)性。但實(shí)際上很多備品備件在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)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(jì)院、總包等角度對(duì)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(yùn)維角度來說恰恰相反。
逆變器、變壓器廠、運(yùn)維方：NO
首先從功能來說，測(cè)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(cè)控單元24小時(shí)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(cè)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(tái)站控系統(tǒng)，功能和第三方測(cè)控裝置完全一致。智能測(cè)控單元采用交直流冗余供電可確保二次信號(hào)不會(huì)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(cè)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(shí)連續(xù)供電。光伏發(fā)電運(yùn)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?cái)?shù)據(jù)中斷對(duì)運(yùn)維也不會(huì)產(chǎn)生影響。
UPS對(duì)安裝環(huán)境是有具體要求的，UPS采用鉛酸電池，對(duì)運(yùn)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(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)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(chǎng)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(jí)常規(guī)為IP54，因粉塵導(dǎo)致靜電或影響風(fēng)扇運(yùn)行對(duì)UPS壽命和穩(wěn)定性的影響是巨大的，據(jù)統(tǒng)計(jì)在光伏區(qū)的UPS壽命*多是3年時(shí)間。按照光伏發(fā)電25年計(jì)算，至少要更換8次UPS，對(duì)后期運(yùn)維成本的增加不難想象。
據(jù)電站運(yùn)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(duì)UPS進(jìn)行定期清理維護(hù)。因此UPS在實(shí)際項(xiàng)目運(yùn)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(gè)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(jiān)持配置UPS，設(shè)備廠家會(huì)約定2年UPS質(zhì)保時(shí)間或者相應(yīng)增加設(shè)備單瓦價(jià)格，為應(yīng)對(duì)后期更換UPS的成本。
按照100MW電站計(jì)算，30個(gè)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(jià)時(shí)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(gè)項(xiàng)目收益是我們需要考慮的。
對(duì)于光伏廠區(qū)要不要配置UPS，你怎么看？
