前 言

深圳機場分布式光伏發(fā)電二期項目擬利用新貨運站（B1、B2、B3、B4）頂部建設(shè)光伏發(fā)電工程，工程總建設(shè)規(guī)模10MWp。本期在B1、B3貨運樓頂部先建5MWp，并經(jīng)箱變升壓后，以10kV電壓并網(wǎng)，遠期在B2、B4樓頂再建5MWp。至本期建成后，與原有的一期10MW一起發(fā)電共15MW，將成為全球最大的機場光伏發(fā)電站。

B1、B3航運樓屋頂分為B1a、B1b、B1c區(qū)和B3a、B3c區(qū)，光伏發(fā)電板和直流匯流箱安裝于各分區(qū)的樓頂上，其中每個分區(qū)大概布置10～12個直流匯流箱，各分區(qū)分別經(jīng)2臺500kWp逆變器逆變成交流后，再經(jīng)1臺1000kVA箱變升壓至10kV，形成1個1MWp光伏發(fā)電10kV子系統(tǒng)。任一屋面的長x寬大致為170x55m左右，且最遠處的航運樓分區(qū)B1a距離對應(yīng)的箱變大約250m，再加上樓頂距地面大約15m，以及拐角轉(zhuǎn)彎處多耗的通訊電纜，最遠處的匯流箱至箱變大約有500m，箱變距主控室也有500m。

如果采用常規(guī)的集中式光伏設(shè)計，在光伏區(qū)箱變內(nèi)配置通訊管理機和光纖交換機，通過RS485通訊雙絞線采集匯流箱、逆變器、箱式變以及箱變溫控儀的數(shù)據(jù)，再通過安裝在箱變的光纖交換機將數(shù)據(jù)上送至主控室的監(jiān)控系統(tǒng)（詳細通訊方案見圖1）。該方案RS485通訊距離遠（最遠處匯流箱至箱變內(nèi)通訊管理機距離有500m），很難實現(xiàn)，且易受干擾（RS485通訊點對點理論通訊距離為1200m，但實際工程應(yīng)用上很少有超過200m，至多不超過300m，尤其是多個裝置通過RS485雙絞線并聯(lián)在一起通訊的時候）。

1 改進方案

筆者根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取了與常規(guī)集中式不同的光伏區(qū)通訊方案，為縮短RS485通訊的距離，可以采取在屋頂匯流箱加裝光電轉(zhuǎn)換裝置，先用RS485線并接該屋頂至布置于中心區(qū)的帶光電轉(zhuǎn)換裝置的匯流箱處（此項改進可使RS485最長通訊距離縮短至80m左右），再進行光電轉(zhuǎn)換，并以一根光纖將信息上傳至主控室監(jiān)控系統(tǒng)的通信管理機柜，再用光電轉(zhuǎn)換裝置將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并通過通信管理機進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，使其能與后臺監(jiān)控系統(tǒng)相互通訊，上傳下達各種通訊數(shù)據(jù)。詳細改進后的通訊方案見圖2。

圖1 常規(guī)通訊方案（圖中只表達B1a區(qū)通訊，其余B1b、B1c區(qū)類似）

圖2 改進后通訊方案（圖中匯流箱通訊只表達B1a區(qū)， B1b、B1c區(qū)類似）

筆者在實際應(yīng)用中，為更好地保證通訊質(zhì)量和減少光纜數(shù)量箱，再通過熔纖，使所有匯流箱光信號到后臺監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸只用一根12芯光纜即可實現(xiàn)。實際工程設(shè)計中，可根據(jù)不同情況分別組合，以能很好地保證通訊質(zhì)量和降低工程造價。

2 方案經(jīng)濟效益對比

對方案一和方案二進行對比，方案一比方案二多了2臺通訊管理機和光纖交換機，而方案二由于盡量采用光電轉(zhuǎn)換裝置和光纜進行通信，相對而言，比方案一多了4對光電轉(zhuǎn)換裝置。詳細裝置和經(jīng)濟效益差別比較詳見表1：

3 結(jié) 論

由表1可見，方案（光纜價格的主要影響因素是長度，光纜纖數(shù)差別對價格影響不大），分別以5個匯流箱為一組，每個屋面共分2組，每組分別采用RS485雙絞線并接至帶光電轉(zhuǎn)換裝置的匯流箱，再用一根多芯光纜引至后臺監(jiān)控系統(tǒng)。為充分利用多芯光纜的多余芯數(shù)，盡量減少光纜長度，可以采用4芯光纜先把同一屋面或不同屋面的其他光信號匯聚至同一個帶光電轉(zhuǎn)換裝置的匯流一和方案二的價格差異主要在通訊管理機和網(wǎng)絡(luò)交換機（帶光口）部分，因光纜和雙絞線單價不高，且通訊距離也不是太遠，故對方案的最終效益影響不大。

表1 詳細裝置和經(jīng)濟效益差別比較

結(jié)合深圳機場二期光伏發(fā)電項目光伏區(qū)通訊方案一和方案二的理論分析和現(xiàn)場的實踐證明，采用改進后的方案二，即以光電轉(zhuǎn)換至監(jiān)控后臺系統(tǒng)的方式替換光伏區(qū)通訊管理機的方式，不僅方案可行，通訊可靠，而且還獲得了非常不錯的經(jīng)濟效益。該改進方案不僅能應(yīng)用于分布式光伏，就是對地面集中式光伏也有很大的借鑒意義，尤其是對于容量比較大的光伏發(fā)電項目，其顯示出來的經(jīng)濟效益更大。