在“春城”昆明刮起的這股低碳“春風(fēng)”，將吹拂到更多城市縣域。
12月16日，由華為數(shù)字能源技術(shù)有限公司(以下簡稱“華為數(shù)字能源”)打造的大型訪談節(jié)目《方博碳討室》第八期，“碳討”的主題是一個分布式光伏項目。
作為節(jié)目發(fā)起人兼主持人——華為數(shù)字能源副總裁、首席營銷官方良周(人稱“方博”)邀請到華為云南數(shù)字能源業(yè)務(wù)部總經(jīng)理與合作伙伴一道，向我們揭秘這個在昆明市委市政府指導(dǎo)下推動的分布式光伏項目，究竟是如何通過“黑科技”解決“綠能源”項目中的安全問題與運維矛盾，并成為國家低碳城市發(fā)展過程中的“紅標(biāo)桿”。
“綠能源”：47天打造千平屋頂分布式光伏
昆明有個別稱叫“春城”，因其氣候?qū)儆趤啛釒Ц咴撅L(fēng)氣候，四季如春，便由此得名。
昆明市全年日照平均小時數(shù)為2100-2300小時，可利用小時數(shù)在1300小時左右，多年平均太陽總輻射量5500-6000兆焦/平方米。當(dāng)?shù)厝瞬]有“曬太陽”的說法，昆明人都說“烤太陽”，足見其日照的強度。也正是因為這樣得天獨厚的光照資源，在國家引導(dǎo)與推動城市綠色低碳轉(zhuǎn)型探索之時，昆明將光伏作為制造綠色能源首選。
2022年10月27日，云南省昆明市行政中心分布式光伏示范項目(以下簡稱“昆明低碳機關(guān)項目”)成功落地。
(昆明市行政中心分布式光伏示范項目成功落地儀式)
相對于集中式項目受限于土地、林地等資源，分布式光伏的布局更為靈活。據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，今年前三季度，分布式新增裝機35.33GW，占總新增裝機的67.2%。截至9月底，分布式光伏累計裝機量約142.43GW，占光伏累計總裝機的39.8%。
(圖片來源：華西證券)
作為昆明市直機關(guān)第一個在辦公樓屋頂推進的綠色能源項目，該項目由華潤電力控股有限公司投資、中國電建昆明勘測設(shè)計研究院新能源與電力工程院設(shè)計，華為數(shù)字能源提供解決方案。僅用了47天，就在昆明的12棟市級行政中心辦公樓屋頂，建成了總裝機容量為1450千瓦的分布式光伏，占用屋頂面積共6630平方米。
(昆明市級行政中心屋頂分布式光伏示范項目樣板點)
整個項目按照“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”模式開展建設(shè)。在該模式下，分布式光伏電站建設(shè)時，會優(yōu)先根據(jù)機關(guān)單位的用電負荷水平，評估光伏發(fā)電的安裝潛力，在配電線路容量滿足要求的情況下，盡可能按照消納能力設(shè)計分布式光伏電站中光伏組件的總裝機容量。
分布式光伏電站發(fā)出的電力優(yōu)先給其所利用屋頂?shù)臋C關(guān)消納，在滿足機關(guān)用電的同時，剩余電量還能上網(wǎng)售電。既實現(xiàn)了就地消納，又減少了對電網(wǎng)的沖擊，相較“全額上網(wǎng)”模式，更符合國家對分布式光伏項目建設(shè)的要求。
據(jù)了解，自2022年6月底并網(wǎng)發(fā)電至今，工作日光伏發(fā)電量可全額消納，休息日僅有少部分樓宇存在余電上網(wǎng)情況，自用電量占發(fā)電總量95%以上。
同時，根據(jù)測算，昆明低碳機關(guān)項目年平均發(fā)電量為186.5萬kWh，每年相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤644噸，減少碳粉塵排放503噸，減少二氧化碳排放量1561噸。
政府引導(dǎo)、企業(yè)投資、合作共建，最終成就了這個項目的成功落地。在這個過程中，華為智能光伏解決方案的引入，不僅為整個項目的安全建設(shè)及運行保駕護航，也成為該項目的一大亮點。
“黑科技”：“四智”引領(lǐng)分布式光伏新變革
昆明低碳機關(guān)項目立項之初，業(yè)主便提出了“安全性、高效性、可推廣性、可復(fù)制性”的高標(biāo)準(zhǔn)原則，并最終采用了華為智能光伏“四智”解決方案。
所謂“四智”，指的是“智多發(fā)電”、“智臻安全”、“智高可靠”以及“智簡運維”。
以“智多發(fā)電”為例，在國家能源局于2021年6月下發(fā)的《關(guān)于報送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》中，要求：
黨政機關(guān)建筑屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于50%;
學(xué)校、醫(yī)院、村委會等公共建筑屋頂，總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于40%;
工商業(yè)廠房屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于 30%;
農(nóng)村居民屋頂總面積可安裝光伏發(fā)電比例不低于20%。
僅看數(shù)據(jù)，或許覺得面積占比不高。但事實上，在很多地區(qū)，要達到這樣的安裝面積，在工程條件上并非易事：一是當(dāng)前很多適宜裝光伏的屋頂已經(jīng)被開發(fā)完畢，良好屋頂資源稀缺;二是屋頂鄰近的建筑物、空調(diào)外機、廣告牌、通信基站等都會在屋頂造成陰影遮擋。
只要部分組件受到陰影遮擋，整個組串的發(fā)電量都會受影響，因此傳統(tǒng)方案大多不支持多朝向安裝，在設(shè)計初期會盡量避開陰影區(qū)域，這樣屋頂面積無法充分利用。但在昆明市級行政中心的屋頂上，這里的光伏組件卻實現(xiàn)了多朝向排布。
(昆明市級行政中心分布式光伏示范項目樣板點)
原來，在昆明低碳機關(guān)項目中，通過華為“跟蹤支架+優(yōu)化器”的組合，光伏組件可以跟隨太陽光轉(zhuǎn)動，提升20%發(fā)電量。而雙面組件的使用，使光伏組件背面也可以接收屋頂?shù)孛孑椛涞奶柟?，將發(fā)電量提升5%以上。
同時，優(yōu)化器可以使每塊組件集成獨立的發(fā)電單元，互不影響。比如在受陰影遮擋后組件經(jīng)優(yōu)化器抬升電流，不會影響組串中的其他組件正常工作，最大程度消除組串失配、熱斑效應(yīng)等不穩(wěn)定因素的影響。
據(jù)工作人員介紹，通過配置這個優(yōu)化器，組串10%的陰影遮擋損失，不影響其余90%發(fā)電;在行政中心、公共建筑物和工商業(yè)屋頂，組件安裝面積平均可以提升30%以上。
此外，在“智臻安全”方面，華為一方面推出AI加持智能電弧檢測方案，在故障監(jiān)測的過程中，可同時對海量數(shù)據(jù)進行計算、迭代，能夠有效區(qū)分噪聲和電弧特征，避免誤報、漏報;另一方面在優(yōu)化器中加載了組件級快速關(guān)斷功能。在緊急情況發(fā)生時，優(yōu)化器可快速關(guān)斷實現(xiàn)直流側(cè)零電壓，逆變器也可0.5s快速關(guān)斷，切斷電弧故障，為安裝、維護、消防等場景提供更高級別的人身安全保障。
(華為逆變器)
在“智高可靠”方面，借助于華為提供的智能IV診斷系統(tǒng)，昆明市的光伏電站可實現(xiàn)對所有運行設(shè)備、每個光伏組件的三級監(jiān)控，且數(shù)據(jù)上傳至華為智能光伏數(shù)據(jù)管理平臺統(tǒng)一管理。目前，智能IV診斷4.0，可支持14種故障診斷，實現(xiàn)CGC鑒衡IV分級認證行業(yè)最高 L4等級。
在“智簡運維”方面，運維人員可以在手機APP端隨時查看電站的實時功率、實時告警、社會貢獻以及運維統(tǒng)計等指標(biāo)。不僅實現(xiàn)了整體經(jīng)營、降碳成果的可視化，節(jié)省了50%的運維成本，也有利于輔助完成未來云南省分布式光伏建設(shè)綜合規(guī)劃。
“這個示范項目融合了多種技術(shù)、多種設(shè)備、多種場景，猶如一個屋頂光伏的小型博物館。”一位參與該項目的新能源領(lǐng)域技術(shù)專家曾這樣評價道。
“紅標(biāo)桿”：可復(fù)制的低碳城市設(shè)計新思路
在《方博碳討室》第八期節(jié)目中，眾人一致認為昆明低碳機關(guān)項目，“從項目的合作模式、推進機制、建設(shè)流程、技術(shù)方案、接入方案、上網(wǎng)模式、經(jīng)濟效益、節(jié)能減排等方面均已具備可推廣性和可復(fù)制性，作為‘低碳機關(guān)’場景優(yōu)秀樣板，對下一步各市縣區(qū)政府機關(guān)、醫(yī)院、學(xué)校等場所建設(shè)分布式光伏項目提供了重要指導(dǎo)作用和借鑒意義。”
誠然，復(fù)盤昆明低碳機關(guān)項目的成功落地，有兩個關(guān)鍵點值得關(guān)注：
一是三方共建共贏的模式，為光伏事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供動力。
昆明低碳機關(guān)項目采用“政府+電網(wǎng)+企業(yè)”的合作共建模式通過市場化的合作共建模式與發(fā)電量自用消納的商業(yè)模式，實現(xiàn)了產(chǎn)權(quán)方無需投入建設(shè)資金，業(yè)主方使用較低電價，投資方因收益提升而投資意愿更強的多贏局面。
二是項目始終堅持科技賦能的思路，通過技術(shù)手段為各個環(huán)節(jié)降本增效。
與信息科技賦能制造業(yè)類似，解決能源產(chǎn)業(yè)的問題與痛點，最優(yōu)解常常是采用最前沿的信息技術(shù)。
而在昆明低碳機關(guān)項目中，各方始終抱以與產(chǎn)業(yè)上下游企業(yè)積極合作的態(tài)度，無論是在發(fā)電效率、安全保障，還是數(shù)字管理、運營維護中，都致力于通過華為數(shù)字能源的先進技術(shù)和智能解決方案做到主動升級、主動避險、主動服務(wù)。
“低碳機關(guān)”僅是冰山一角，從行政中心、學(xué)校、醫(yī)院到工商業(yè)廠、居民房屋等，華為方案下的低碳機關(guān)、低碳園區(qū)、低碳廠房、低碳學(xué)校等正在全國各地徐徐展開。
總之，目前我國開發(fā)建設(shè)屋頂分布式光伏的潛力巨大。有測算顯示，2025年我國分布式光伏技術(shù)可開發(fā)潛力為14.9億千瓦，其中農(nóng)村、城鎮(zhèn)住房屋頂光伏和工礦廠房光伏，合計13.3億千瓦，占到技術(shù)可開發(fā)總潛力的89%，將是我國實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。
在這樣的趨勢背景下，可以預(yù)見，在“春城”昆明刮起的這股低碳“春風(fēng)”，將吹拂到更多城市縣域，讓綠色電力惠及千行百業(yè)、千家萬戶。
