存量电站技术改造，市场潜力巨大！

截止2019年底，全国累计并网的光伏电站规模将超过200GW；这些电站中：

2009年，常规多晶硅组件的平均效率为14.1%，折合60片组件为230W；2019年，效率为19.2%的315W组件已经成为主流产品！

2009年，电网对电站要求还很简单；2019年，电网要求电站具有低电压穿越、快速频率控制等能力，对逆变器提出更高的要求！

......

巨大的存量市场，和飞速迭代的系统效率、系统成本之间，碰撞出了瞩目的火花——存量电站技术改造。

特别是光伏新政之后，存量电站的隐性价值增加，更是让人不得不关注这个可能的增长动力。

一、存量电站关注要

存量电站越来越多 & 新建电站指标和补贴越来越少 

存量电站问题：设计安装不规范、设备效率变低或已不能工作 

早期的电站电价 ：【金太阳(300606)、股吧】项目、早期享受国家补贴、工商业电价 

投资者关系（对电站有迫切的技改需求—业主方的要求、运维部门对发电量的考核） 

新技术的应用（高效组件、大功率组串式逆变器、跟踪支架等） 

单瓦成本的降低促进了电站的技改实施

二、光伏电站技改方向

1、效益型技改

电站增容改造

组件自清洁改造（智能清洗设备/SSG纳米涂层技术）

老旧设备更换 （组件、逆变器更换）

PID效应抑制装置改造等

2、生产类技改

政策性技改

AVC系统升级改造

无功补偿改造

监控系统升级技改

安全性技改

电力监控系统安全防护技改(增加涉网设备防火墙)

屋顶锈蚀桥架、电缆槽盒改造

防雷接地、安全标识、不规范爬梯改造等

三、光伏电站技改目的

提高设备效率，提高发电量

提高设备安全，优化生产环境

提高设备故障快速处理能力

降低运维成本

四、光伏电站技改工作

技术改造准备工作（技改申请、方案制定、经济性评估等）

技改方案论证

技改协议、技改合同签署

技改实施

设计施工管理、技改件管理

技改评价等

五、光伏电站具体实施

效益型技改

效益型技改是为提高电站的发电能力、发电效率，改善或提高电站的经济效益而进行的设备更新、改造和升级 。

1、电站增容

很多设计院给出的设计按照1:1的容配比进行设计，实际上从系统平均化度电成本（ LCOE）和内部收益率（IRR）来，系统最优的容配比要大于1:1。

存量电站还考虑到系统损耗（组件衰减、安装方式、线损、组件遮挡和一致性问题）,通过补偿超配和主动超配的方式使电站增容。

①补偿超配—调整容配比，使逆变器在光照最好的时候能达到满载输出。

②主动超配—在补偿超配使得逆变器部分时间段达到满载工作后，继续增加光伏组件容量，通过主动延长逆变器满载工作时间，在增加的组件投入成本和系统发电收益之间寻找平衡，实现LCOE最小，这就是光伏系统主动超配方案设计思路。

部分电站实际安装容量小于申报容量，

继续利用闲置屋顶或闲置空地安装光伏。

2、组件自清洁改造

SSG纳米涂层改造

七大优：

① 提升组件转换效率 

② 超强亲水性带走灰尘 

③ 抗静电能力 

④ 分解有机物（鸟粪等） 

⑤ 无毒无害无污染

⑥ 可现场喷涂 

⑦ 延缓组件背板EVA老化，延长组件寿命

SSG材料是一种功能性水基溶液，主要组分为无机氧化物和二氧化钛。在玻璃表面喷涂SSG，可不经过热处理快速形成无机纳米结构的膜层。该膜层不但能增加玻璃的透光率，提高组件的发电效率，还能使光伏组件玻璃表面拥有超亲水能力和自清洁能力，消除灰尘和有机污渍对组件的影响，将有助于提升光伏组件的发电量。在瞬时和长期增发机制的共同影响下，发电量提升幅度3-5%。其中，组件转换效率提高能为组件贡献1-2%的增发比例，自清洁能力能够为组件贡献2-3%的增发比例。

目前SSG技术已应用多个光伏电站，例如国华巴彦淖尔10MW光伏电站SSG防尘技改、协鑫陕西横山晶合50MW光伏项目SSG技改、上海大唐保税区5MW分布式电站SSG技改、汝州协鑫单体100MW项目SSG技改等多个项目。

智能清洗机器人

陕西榆林国电投地面电站

上海晶澳太阳能屋顶电站

苏州春兴新能源屋顶电站

改造前后发电数据对比

摘自安轩科技智能运维机器人数据对比

3、老旧设备更换

光伏电站设备或部件存在效率低甚至无法正常工作（如组件严重衰减、热斑、隐裂等），设备过保运维费用高、设备或部件不再生产、设计变更等各种因导致不能按照电站设备型号进行采购，电站需要使用其他品牌或其他型号的设备进行更换，以满足设备或系统正常运行。    

常见的替换场景为：

① 失效组件替换为常规组件甚至是高效组件；

②  小功率组件替换为大功率组件 （譬如250Wp替换成285Wp）；

③  集中式逆变器替换为组串式逆变器；

④  旧的组串式逆变器替换为最新的组串式逆变器等；

4、PID抑制改造

PID效应(Potential Induced Degradation）指组件长期在高电压工作，在盖板玻璃、封装材料、边框之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致填充因子、短路电流、开路电压降低，使组件性能低于设计标准。

对PID抑制改造项目，可在固德威逆变器内部加装一块防PID的模块，该PID模块在逆变器正常工作时，该PID模块设置为不工作以降低整个系统的损耗，当检测到光伏面板电压低于设定值（低于逆变器启动电压），PID模块才开始工作，此时逆变器已停止工作；PID模块从AC侧取电，使PV-对PE有一个正向的电压，将PV电池片中的杂质电子流回玻璃面板，从而恢复到出厂时的功率。

生产型技改

根据国家、行业相关标准要求、或根据集团公司、电网调度的相关要求，对电站设备进行更新、改造和升级。

1、涉网设备改造

满足国家发改委【2014】14号令《电力监控系统安全防护规定》要求。

满足《电力监控系统安全防护总体方案》要求。

满足调度自动化冗余性要求。

提高调度数据网可靠性与网络设备安全防护性能。

新增一套电力调度数据网，冗余通道

非实时防火墙纵向加密（纵向全加密）

对交换机配置登录权限和管理地址

关闭路由器、交换机未使用端口 

调度数据网柜新接入冗余电源 

安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证 的基本则

2、监控系统改造

多家逆变器品牌兼容到统一的监控系统；

多种监控方式兼容到统一的监控系统；

视频安防、汇流箱、箱变、环境检测仪等数据兼容到统一的监控系统；

监控集成远程数据分析、故障告警、工单派送、报表下载、运维建议等多项功能。

六、案例分享

项目名称：江阴市3.12MWp光伏项目工程

建设单位：XXXX有限公司

上网模式：本系统为10KV并网系统，所发电量由用户优先使用（电价打八折），不足部分由电网供应，在用户低负荷时段，多余电量可卖给电网。

电价：综合电价约1.0~1.1元/度电（度电补贴为0.42元/度，工业电价为0.80元/度，脱硫煤电价为0.39元/度）

并网时间：2014年12月。

2016年电站发电数据统计

改造因

发电量低（有阴影遮挡，集中式受阴影遮挡较为严重）；

运维公司可以对组件进行维护，但是逆变器厂家已不生产该型号逆变器，运维难度大；

负责项目的运维部门对发电量有考核指标；

电站改造是目前利用人员、提升收益的有效途径；

现阶段新建电站的收益下降，风险较大，电站技改更为保险。

改造内容

前期对1MWp，两台集中式逆变器进行改造。

把集中式逆变器替换成组串式逆变器。

现场勘

屋顶

组件

太阳能组件采用爱康生产的多晶硅250W组件，组件都是20块一串；换成组串式逆变器，无需改变组串数量，减少了施工难度。

直流汇流箱

组串至汇流箱的线缆采用PV 1-F 1*4mm²光伏专用电缆，沿支架横梁敷设，无横梁的地方穿镀锌钢管或PVC-U管或在桥架内敷设。 

在女儿墙较低的地方直流汇流箱单独做支撑架，如图1；在女儿墙高度合适的地方汇流箱壁挂在女儿墙上，如图3.

桥架

14台直流汇流箱（其中16进1出 10台，10进1出 4台 ）通过一根电缆桥架引下来，接入大概80米左右逆变器房里的直流配电柜。 

在电缆桥架上敷设的电缆在进入和引出桥架时，需穿镀锌钢管或PVC-U管，金属蛇皮管，挠性金属套管或配线槽等保护，在电缆沟埋设深度不低于0.8m。

直流配电柜

集中式逆变器

变压器

技改难

①集中式逆变器的输出电压是270V，市面上三相组串式逆变器逆变器电压为380V/480V/540V等；

② 集中式逆变器是放在地面，组串式逆变器考虑直流损耗的关系放置在屋顶；

③ 有项目要拆除的部分。

技改方案

方案一：更换集中式逆变器的同时更换变压器，增加了变压器的成本；

方案二：通过软件把组串式逆变器的输出电压调成270V，但是逆变器会降载输出，数量会增加。

逆变器数量对比

方案经济性对比

方案一（380V方案）要更换变压器，施工难度大，有的变压器也没有地方存放。故选择方案二（270V方案）,从经济性角度也有优势，预测系统效率从64%提升至70%，提升6个百分。全年发电量提升8万度电。全年收益提升约为8.5万元。（注：电站发电效率提升越大，技改效果越明显。）

改造方案详情

总结

未来，光伏电站技改将成为一个热项目，近鉴于大部分技改电站项目情况复杂，本中虽提供了多种方案建议，恐怕还是有不够完善的地方，欢迎探讨。