為了體現(xiàn)綠色奧運的理念，無錫尚德電力有限公司在國家體育場(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(鳥巢)主體建筑四周的7個安檢棚的頂部，由于條件限制，每個安檢棚區(qū)域設(shè)計為一個并網(wǎng)發(fā)電單元，就地并網(wǎng)發(fā)電。

　　 創(chuàng)新亮點熠熠生輝

　　 國家體育場安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，安裝在7個安檢棚頂部，每個安檢棚頂部共計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的四周，每個安檢棚的朝向不盡相同，同時安檢棚之間的距離較遠，故采用單元發(fā)電、就地并網(wǎng)的方案，即每個安檢棚設(shè)計為一個并網(wǎng)發(fā)電單元，每個發(fā)電單元54件太陽組件通過3臺5kW光伏并網(wǎng)逆變器與電網(wǎng)并接，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

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

　　 國家體育場安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)新呈現(xiàn)出以下亮點：
 
　　 1.光伏并網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。
 
　　 為了遠程監(jiān)控系統(tǒng)的運行狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)部的各臺逆變器之間通過RS485總線與安放在3號變壓器室的工控機相連接，通過監(jiān)控軟件對太陽能發(fā)電系統(tǒng)進行實時監(jiān)控以及采集系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)(當天發(fā)電量、月發(fā)電量、系統(tǒng)運行時間等)，并實時顯示在顯示屏上。
 
　　 2.可靠實用的組件安裝標準件。

　　 由尚德能源工程有限公司自主設(shè)計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(在上百項的工程中驗證)等，在同行中有較高的評價。

　　 3.可靠的逆功率保護技術(shù)。

　　 由于本系統(tǒng)為并網(wǎng)系統(tǒng)，并網(wǎng)連接點在體育場內(nèi)零層環(huán)形通道的7個強電井照明配電柜內(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)點增加了逆功率保護功能，當光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)檢測到有逆功率產(chǎn)生時(逆功率為光伏并網(wǎng)系統(tǒng)額定功率5%時)，逆變器能夠自動降低功率輸出，或部分逆變器與電網(wǎng)斷開，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)輸出功率能夠與負載功率動態(tài)保持平衡。以保證上層電網(wǎng)的安全。

　　 技術(shù)難點逐一突破

　　 在國家體育場安檢棚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，都被我們的技術(shù)人員一一攻破。

　　 逆功率保護技術(shù)。什么是逆功率呢？所謂的逆功率是指，在電網(wǎng)中，低一級的電網(wǎng)把沒有消耗的電能往高一級的電網(wǎng)輸送。如果出現(xiàn)逆功率對高一級的電網(wǎng)將產(chǎn)生很大的危險，尤其是在高一級電網(wǎng)進行檢修等相關(guān)的作業(yè)時，會給高一級電網(wǎng)的工作人員帶來很大的危害。
 
　　 國家體育場安檢棚100kW光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，系統(tǒng)安全性設(shè)計要求，太陽能發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能必須消耗在本級，不能向上一級電網(wǎng)輸入電能，這樣的要求對于一個100kW的發(fā)電系統(tǒng)來說，的確是一個挑戰(zhàn)。但是安全是大前提，在電路中我們增加了相關(guān)的逆功率保護器件，可以確保在本系統(tǒng)出現(xiàn)逆功率的時候，及時準確地對太陽能發(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)。

　　 防孤島保護技術(shù)?！肮聧u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負載供電這一現(xiàn)象。“孤島效應(yīng)”對設(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“防孤島保護技術(shù)”。逆變器采用了兩種“孤島效應(yīng)”檢測方法，即被動式和主動式兩種檢測方法。被動式檢測方法指實時檢測電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位，當電網(wǎng)失電時，會在電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位參數(shù)上，產(chǎn)生跳變信號，通過檢測跳變信號來判斷電網(wǎng)是否失電；主動式檢測方法指對電網(wǎng)參數(shù)產(chǎn)生小干擾信號，通過檢測反饋信號來判斷電網(wǎng)是否失電，其中一種方法就是通過測量逆變器輸出的諧波電流在并網(wǎng)點所產(chǎn)生的諧波電壓值，從而得到電網(wǎng)阻抗來進行判斷，當電網(wǎng)失電時，會在電網(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)逆變器檢測到電網(wǎng)失電后，會立即停止工作，當電網(wǎng)恢復(fù)供電時，并網(wǎng)逆變器并不會立即投入運行，而是需要持續(xù)檢測電網(wǎng)信號在一段時間(如90秒鐘)內(nèi)完全正常，才重新投入運行。
 
　　 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，距離達到1000米左右，幾乎達到系統(tǒng)的極限通信距離，同時在鳥巢體育場中還有其他的通信線路，這些通信設(shè)備之間會相互干擾，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，降低信號衰減，同時采用多點接地，避免其他信號的干擾。在本通信系統(tǒng)中，我們做了冗余設(shè)計，采用以太網(wǎng)備用通信方案，確保通信系統(tǒng)萬無一失。