关于养殖场的那些事儿：从光伏发电到绿色养殖的新思路

安科瑞 程瑜 187 0211 2087

1. 大型养殖场的电去哪儿了？

大型养殖场的电力需求主要集中在几个方面：动物舍的恒温恒湿环境控制、饲料加工、自动化设备（如喂料机、粪便清理设备）、通风系统以及水处理系统等。以某些规模较大的养殖场为例，其使用的智能化设备包括恒温控制系统、电地暖、人脸识别门禁、自动饲喂系统等。这些设备的广泛应用带来巨大的电力消耗。

此外，养殖场的粪污处理系统和有机肥发酵设备也消耗大量能源。因此，如何有效利用能源成为这些养殖场急需解决的问题。

2. 养殖场靠什么发电？

传统养殖场通常依赖公共电网供电，特别是在能源需求大的季节，如冬季，电力消耗明显增加。某些规模较大的养殖场会通过扩容电力设备，增加变压器容量来满足需求。然而，这种方式虽能暂时解决问题，但长远来看，电力成本和对公共电网的依赖仍旧较高。

近年来，随着分布式光伏发电的普及，一些养殖场开始探索通过自发电解决耗电问题。这种发电方式利用养殖场屋顶或闲置场地，安装太阳能电池板，将光能转换为电能，部分自用，部分并入电网。

3. 变废为宝？动物粪便也能发电？

养殖场在处理动物粪便时，一般会利用生物发酵技术，将粪便转化为沼气，进而用于发电。这种发电方式不仅环保，还能够降低养殖场的能源依赖性。

以某大型养殖场为例，其粪污处理系统将每日产生的猪粪进行高温发酵，产生的沼气通过发电机转化为电能，部分用于猪舍的电地暖系统，部分并入电网。这种方式大大减少了养殖场的电力支出，同时为养殖场提供了持续的能源支持。

经过处理的便还可作为优质有机肥，循环用于农作物种植，进一步提高养殖场的整体资源利用效率。

4. 分布式光伏监控系统在海垦集团养殖场项目中的应用

随着分布式光伏发电的技术逐步成熟，越来越多的养殖场开始采用这一解决方案。通过在养殖场屋顶安装太阳能电池板，养殖场可以在白天充分利用太阳能发电，减轻公共电网的负担。

项目概述

海南红华养猪场和红华肉牛繁育场的分布式光伏发电项目，分别拥有5.5MW和1.39MW的装机容量。该项目不使用汇流箱，光伏组件安装在养殖棚屋顶上，采用平铺设计，使用了545Wp单晶硅单面单玻组件，共安装了10108片，每28片组件为一串，所产生的电力通过逆变器升压至10kV后接入厂区电网，采取“自发自用，余电上网”的形式，极大地降低了养殖场的电力成本。

技术方案与系统结构

以红华养猪场项目为例，该项目的光伏发电系统主要采用就地消纳模式，即发电量自发自用，余电上网。为了确保发电系统的高效、安全运行并顺利并入电网，项目配置了继电保护及安全自动装置，远动通讯屏，以及Acrel-1000DP分布式光伏监控系统和AcrelCloud-1200光伏运维云平台。整个系统的设计目的在于提高光伏电站的自动化管理能力，并保障与电网的可靠并网。

红华养猪场光伏接入系统示意图 红华肉牛繁育场光伏组件布置图

在箱式变电站内，项目采用了容量为2500kVA的干式三相双绕组低损耗变压器，电压等级为10±5%/0.4kV，并采用无励磁调压方式。这些设备具有良好的节能效果，并且符合国家能效规范要求。高压侧的设备包括进线柜、PT柜、计量柜等，同时配备有高压室的电磁锁，以确保在高压设备带电时操作的安全性。此外，箱式变电站内部还安装了温湿度监控器，用于监测箱内环境温度，以保证变压器在合适的温度范围内运行。
继电保护及安全装置在并网线路上，当线路发生短路故障时，继电保护装置会迅速识别故障并切断故障线路，确保光伏发电站与其他未受故障影响的部分继续稳定运行。10kV母线作为光伏系统并入电网的关键节点，配备了先进的故障解列装置和频率、电压监测功能，以确保系统在异常情况下能够自动采取紧急措施，避免故障扩大化，确保电网和用户设备的安全性。
为防止孤岛效应，光伏项目配备了防孤岛检测装置、逆变器的孤岛检测机制以及低压检测装置。当光伏系统检测到孤岛现象时，装置会迅速切断光伏系统与电网的连接，确保电网和设备的安全。

发电站监测界面

数据监控与通讯设备光伏电站内的本地监控系统具备自动接收和执行调度指令的能力，站内部署的智能边缘计算网关连接至省级配网自动化主站，能够实时上传包括并网设备状态、电压、电流、有功功率、无功功率和发电量等关键数据。远动通讯系统通过ANet-2E8S1设备完成数据采集，并上传至调度中心，从而保障了电站与调度部门之间的有效通讯。设备管理界面系统结构采用了分层分布式设计，整个系统分为三层：站控层、通信层和设备层。站控层负责光伏电站的数据采集与显示，通信层通过通讯管理机处理和传输采集到的数据，设备层则包括微机保护、防孤岛装置、电能质量在线监测设备等，确保数据采集的准确性和操作的安全性。综合看板及运维管理发电站监测界面
光伏电站的管理系统集成了发电功率监测、发电量统计及收益计算功能，特别强调了对二氧化碳减排量和节约煤量的环保贡献量化。此外，分布式光伏运维平台还具备报警处理能力，分为事故报警和预告报警。系统支持远程设备配置、参数调整、软件升级等操作，大幅提高了运维效率并降低了成本。

5.结语分布式光伏发电作为一种灵活的能源形式，在现代畜牧业中不仅为养殖场提供了清洁的电力供应，还通过碳减排和节约能源实现了经济和环保效益的双赢。随着能源技术的不断进步，养殖场的能源使用方式也在逐渐转型。从依赖电网供电，到利用光伏发电、沼气发电等绿色能源，养殖场正朝着更加环保、可持续的方向发展。无论是通过光伏发电，还是变废为宝的沼气发电，现代化养殖场的未来正朝着“绿色、智能”的方向迈进，而安科瑞的分布式光伏监控系统，则是这一转型过程中不可或缺的技术支撑。

审核编辑 黄宇