光伏電站運(yùn)維是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的簡稱,是以系統(tǒng)安全為基礎(chǔ),通過預(yù)防性維護(hù)、周期性維護(hù)以及定期的設(shè)備性能測試等手段,科學(xué)合理的對(duì)電站進(jìn)行管理,以保障整個(gè)電站光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行,從而保證投資者的收益回報(bào)。
截至2015年底,全國光伏累計(jì)裝機(jī)超過43GW。2016年上半年之后,業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為新增裝機(jī)超過20GW。粗略估計(jì),目前的光伏累計(jì)裝機(jī)已經(jīng)超過63GW。光伏電站建成并網(wǎng)以后,運(yùn)維上升成為光伏電站的工作重心,在光伏電站25年的漫長生命周期中,如何可靠穩(wěn)定的發(fā)電是核心,確保光伏電站安全則是前提。運(yùn)維工作直接關(guān)系到電站能否長期正常穩(wěn)定運(yùn)行,關(guān)系到光伏電站的運(yùn)維成本、投資價(jià)值及最終收益。
圖A 光伏電站運(yùn)行異常示意圖
光伏電站日常運(yùn)維主要包括:定期檢查光伏組件板間連線是否牢固;方陣匯流箱內(nèi)的連線是否牢固;檢查光伏組件是否有損壞或異常;支架與接地系統(tǒng)的連接是否可靠;逆變器運(yùn)行是否可靠;組件熱斑檢測;支架檢測等。另外,通過后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控電站發(fā)電量的變化,一旦發(fā)電量波動(dòng)超過正常的區(qū)間,需要立即排查,找出原因并解決。
圖B 光伏電站組成示意圖
光伏發(fā)電依靠太陽光照射,發(fā)電的效率很大程度上取決于電池板的潔凈程度。有數(shù)據(jù)顯示,北方污染較大地區(qū),光伏組件的表面灰塵和污垢能使光伏平均發(fā)電效率下降15%甚至更多。表面灰塵和污垢是兩個(gè)不同概念,對(duì)發(fā)電量的影響程度有很大差異,其中灰塵可以靠降水自清洗改善明顯,污垢需要用專業(yè)清洗工具及清洗劑清洗。在北方污染較大地區(qū),清潔一塊光伏組件需要支付0.3-0.4元費(fèi)用,每個(gè)月清洗一次,10MW光伏電站一年的清潔開支約二十萬元。不同地區(qū),清潔的頻率,則要視情況而定,一旦發(fā)電量下降5%左右,就要立即清潔。目前由于自動(dòng)化清潔設(shè)備技術(shù)不成熟,故障率很高,因此行業(yè)內(nèi)仍采用人工的方式清潔光伏組件為主。
圖C 光伏電站清洗示意圖
另外,作為光伏系統(tǒng)的橋梁,逆變器在整個(gè)系統(tǒng)的成本已經(jīng)占比很小,但其作用不可忽視。從整個(gè)系統(tǒng)來說,逆變器的品質(zhì)、選型對(duì)系統(tǒng)的成本、系統(tǒng)的發(fā)電量起著決定性作用。逆變器的維護(hù)也成為光伏電站運(yùn)維的重要組成部分。其中,組串式逆變器和集中式逆變器各有優(yōu)勢。組串式逆變器的優(yōu)點(diǎn)在于弱光性能好;集中式逆變器有很好的超配、過載能力,確保高溫環(huán)境下不會(huì)出現(xiàn)降額運(yùn)行,給電站帶來更大化的發(fā)電收益。
隨著大規(guī)模地面電站并網(wǎng)和運(yùn)營,人工維護(hù)效率低,維護(hù)成本高的特點(diǎn)日益突出,智能運(yùn)維是光伏電站發(fā)展方向。一旦實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維,可實(shí)現(xiàn)電站無人值守,在集控中心配置兩三名工作人員,即可同時(shí)監(jiān)控多個(gè)光伏電站。當(dāng)前,智能化運(yùn)營和監(jiān)控主要是基于單個(gè)組串電壓電流進(jìn)行發(fā)電量的分析和故障的精確定位,而未來智能運(yùn)維將貫穿電站全生命周期、生產(chǎn)全環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理,真正實(shí)現(xiàn)可視、可信、可觀、可控:
1)采用光伏終端及專用App輔助資產(chǎn)快速準(zhǔn)確錄入,記錄全部資產(chǎn)的設(shè)備型號(hào)、廠家信息、GPS位置信息,對(duì)每一塊組件、每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都做到可管理、可跟蹤、可回溯;
2)光伏電站生產(chǎn)全環(huán)節(jié)的監(jiān)控,準(zhǔn)確掌握從組串、逆變器、匯流箱、箱變、匯集站、升壓變的多維生產(chǎn)狀態(tài)信息,每MW子陣實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)到100kbps;
3)采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù),對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析,給出有針對(duì)性的優(yōu)化建議,實(shí)現(xiàn)精細(xì)化運(yùn)維、預(yù)防性運(yùn)維;比如組件清洗建議等。
4)根據(jù)資產(chǎn)的運(yùn)行情況和維護(hù)數(shù)據(jù),支持對(duì)不同批次或不同廠家的設(shè)備評(píng)估,給出資產(chǎn)評(píng)估報(bào)告;
業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì),按照目前的電站存量計(jì)算,運(yùn)維業(yè)務(wù)每年的市場規(guī)模超過30多個(gè)億。而到2020年,光伏裝機(jī)要達(dá)到150GW,未來的運(yùn)維市場將達(dá)千億。2016年以來,多家企業(yè)積極布局光伏電站智能運(yùn)維,陽光電源聯(lián)手阿里云,共同為客戶提供基于阿里云計(jì)算平臺(tái)的智慧光伏電站設(shè)計(jì)、建設(shè)、智能運(yùn)維等相關(guān)服務(wù);木聯(lián)能與恒通運(yùn)維達(dá)成共識(shí)并簽署合作協(xié)議,重點(diǎn)打造第三方光伏運(yùn)維業(yè)務(wù)。光伏運(yùn)維市場熱度及重要性,可見一斑!