常州市防震减灾指挥中心是国家二级应急指挥平台,也是常州市防震减灾事业的一项基础工程。指挥中心大楼于2005年建成,2006年投入使用。在指挥中心大楼还在建设过程中,就规划了“常州市防震减灾应急指挥中心太阳能发电示范项目”,该示范项目是建设一套用太阳能发电提供能源的微电网系统,在紧急情况下外电网发生故障时,作为指挥中心重要仪器设备的应急备用电源系统,可为这些重要的仪器设备长期供电。
系统总的光伏组件装机容量为13.4kWp,其中在大楼平屋顶安装了78片TSM-134M多晶硅组件,南立面幕墙安装了27片TSM-080D单晶硅组件,光伏组件全部由常州天合生产;采用了4台德国SMA的并网逆变器,其中2台为3.8kW的SB3800,2台为2.5kW的SB2500;采用了2台SMA的SI4500双向逆变器,以及两组共48只2V800Ah的铅酸蓄电池。
一般情况下,在外电网供电正常时,电源系统与电网并网运行,4台并网逆变器发出的交流电在系统配电箱汇集后送入指挥中心内部电网,实现“自发自用,余电上网”,系统整体处于热备用状态;如果外电网发生故障,不能正常为指挥中心的重要仪器设备正常供电时,这套电源系统能在瞬间检测到电网故障,切换到微电网运行状态(切换时间约小于200ms);在外电网恢复正常供电时,这套电源系统又能在瞬间检测到并立即切换到并网运行状态。在此切换过程中,始终不会影响指挥中心这些重要仪器设备的正常工作。在系统运行在微电网状态时,4台并网逆变器发出的交流电,不断提供新的能源,使微电网系统能长期自立稳定运行,即使外电网在一定时间内不能恢复,这套微电网系统也可正常供电为这些重要的仪器设备供电。
系统原理图、方阵图等分别见下图。
系统原理图
平屋顶方阵
立面幕墙方阵
并网逆变器
双向逆变器
机房
二、运行情况及存在问题
系统于2006年下半年建成并投入运行。系统至今一直在运行,系统总的发电情况,因使用的计量电表的最大计量上限值为9999kWh,根据表计显示的读数来看,实际发电量已经超过了表计的最大上限,因此已经无法确切的来统计实际的发电量了。
2019年9月5日拍摄的表计读数
2020年7月14日拍摄的表计读数
(左侧为发单计量表,右侧为用电计量表)
但从2014年开始,光伏并网部分出现了一点故障,3台并网逆变器停运。在2015年因为蓄电池使用时间已经较长,需要进行更换,更换蓄电池的同时对整个系统进行了一次检修,检修后系统全部恢复正常。2019年的时候,又因为电压检测装置的问题再次进行了维修,至今系统全部运行正常。 下面我把系统运行过程中出现的问题、问题原因、解决方案逐个列举,供参考:
年序 |
出现问题 |
原因 |
解决方案 |
2008年 |
一台双向逆变器液晶显示屏不显示 |
显示屏坏 |
更换显示屏 |
2014年 |
三台并网逆变器停止运行 |
交流汇流箱的输出电缆老化漏电,导致逆变器无交流电源 |
于2015年更换蓄电池时,同时更换了交流电缆,并更换了保护用的桥架 |
2015年 |
蓄电池容量下降 |
蓄电池使用时间已经超过9年 |
更换全部蓄电池 |
2019年 |
提供无法正常供电 |
三相电压检测器故障 |
更换了三相电压检测器,同时更换了一台室内的SB2500并网逆变器,更换为国产的3k并网逆变器 |