分布式光伏電站運維管理與發(fā)展趨勢

0 引言

2021年以來，隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略目標和愿景的提出和國家能源局《關于報送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點方案的通知》的發(fā)布，分布式光伏電站成為新能源行業(yè)的發(fā)展重點，得到國家和地方政府的大力支持，工商業(yè)屋頂分布式光伏電站作為分布式光伏中的重點得到了較快發(fā)展。分布式光伏電站不僅規(guī)模較小、分布面較廣、屋頂使用數(shù)量較多，而且光伏電站之間又相對獨立，不利于電站運維管理部門對光伏電站的監(jiān)管。越來越多的分布式光伏電站面臨著運維管理難題，如電站點多面廣、設計考慮不周、設備質量缺陷、施工工藝水平較差、后臺監(jiān)控平臺不統(tǒng)一、管理成本過高等問題。因此，要做好光伏電站運行規(guī)范化管理、科學化數(shù)據(jù)分析、智能化遠程監(jiān)控，以推進光伏發(fā)電行業(yè)的更好發(fā)展。

1 分布式光伏電站運維管理現(xiàn)狀

1.1 分布式光伏電站發(fā)展現(xiàn)狀

分布式光伏電站通常是利用屋頂資源建設光伏電站，一般采用自發(fā)、自用、余電上網(wǎng)的上網(wǎng)模式。分布式光伏發(fā)展速度較快，國家能源局發(fā)布的2021年前三季度全國光伏發(fā)電建設運行情況顯示，2021年1-9月，我國新增光伏并網(wǎng)容量25.56 GW，其中分布式光伏新增16.41 GW，在光伏裝機總量中占比64.20%，占比增長幅度顯著高于往年（見圖1）。

1.2 分布式光伏電站的主要特點

分布式光伏電站的特點有四個：

1）電站建設規(guī)模較小。對比集中式光伏電站的裝機容量達到數(shù)百兆瓦的規(guī)模，分布式光伏電站的模塊化設計方式?jīng)Q定了它的規(guī)模大小，可根據(jù)建設場地面積、工商業(yè)用電量消納比例、當?shù)刈匀画h(huán)境等條件限制進行調整，一般裝機容量在50 MW以下。

而由于微課可以反復播放，教師就可以引導學生通過反復觀看微課的形式，使學生可以通過微課進行有效地復習，并能夠有意識地開展自主學習。同時，教師可以結合教材內容，為學生制作各個單元的重點知識微課，引導學生結合自己的實際情況，自主選擇自己需要復習的知識。通過這樣的方式引導學生復習，可以使基礎知識不牢靠的學生循序漸進地補充自己，還可以使基礎知識比較扎實的學生更好地完善自己，從而提升教學質量，使全班的學生都可以獲得真正的進步。

1）數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。直觀地多維度對比各電站核心指標，實時掌握整體運行水平，為管理層決策分析提供理論依據(jù)。

2）分布式光伏發(fā)電的一個顯著特點就是能將自然界中源源不斷的太陽能資源轉化為綠色清潔電能，且在整個發(fā)電過程中不產(chǎn)生噪音和不排放有害氣體。

3）作為當?shù)仉娋W(wǎng)電能來源的重要補充，可以有效緩解當?shù)仉娏蛔愕膯栴}。光伏發(fā)電系統(tǒng)在用戶用電高峰階段的白天中功率最大，與當?shù)仉娋W(wǎng)公司峰谷特點相吻合，可以最大程度地降低用戶的電費支出。

項目實施前陜西省僅有部分縣區(qū)的個別地區(qū)有自動監(jiān)測站，對信息的了解掌握程度遠遠不能滿足山洪災害防御和防汛工作需求，通過項目建設，實現(xiàn)了所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)、重點防御地點基本覆蓋，自動監(jiān)測點覆蓋率從以前不足30%達到目前的75%左右，有效解決了快速掌握雨水情信息的問題。

4）將不同逆變器廠家的監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)集成到一個信息系統(tǒng)內，該信息系統(tǒng)應具有自動分類匯總、智能對比分析、所有電站項目的信息集中在大屏顯示等功能。

1.3 分布式光伏電站的運維管理方式

光伏電站運維模式一般分兩種：

可以借助數(shù)字化、信息化技術平臺，實現(xiàn)對光伏電站的信息采集、傳輸、處理、通信進行統(tǒng)一管理，有效整合電站設備信息管理系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)和自動保護系統(tǒng)等，實現(xiàn)光伏電站的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡共享和遠程集中監(jiān)控。運維管理人員可以登錄遠程服務器進行數(shù)據(jù)的實時遠程訪問，并通過網(wǎng)頁客戶端、智能手機或者平板電腦等進行數(shù)據(jù)查詢。

2）自行建立運維團隊運維的模式。獨立培養(yǎng)專業(yè)的光伏電站運維管理團隊，通過集中監(jiān)控、無人或少人值守、分散區(qū)域集中化運維管理方式，實現(xiàn)電站的遠程集中運維管理。

2 光伏電站運維管理存在的問題

2.1 電站運維人員數(shù)量較少且從業(yè)人員專業(yè)素質偏低

在開展電站設計時，應針對電站投運后可能存在的組件松動、熱斑隱裂、直流電纜接觸不良等組件問題，以及模塊老化、通風散熱不佳造成的逆變器故障，組串接地不良、電纜絕緣皮破損老化、線路短路、瞬時過流保護等直流電纜的故障，需要合理地選擇設備型號和設計方式，降低故障發(fā)生頻率。應結合屋頂既有設備位置、擬接入的配電間位置、建筑陰影遮擋情況等，合理優(yōu)化組件、逆變器、電纜、橋架的排列布置方式，設置必要的運維巡查通道和設備檢修平臺，在避免陰影遮擋、便于運維檢修的前提下盡量布置足夠多的組件。彩鋼瓦屋面鋪設的組件應合理抬高支架導軌的高度，留有足夠的通風空間，同時清除阻擋風道的雜物，降低組件背部溫度從而提高系統(tǒng)效率。

2.2 缺乏對電站現(xiàn)場的信息管控

由于分布式光伏電站點多面廣的特點，在電站的運維管理工作中，難以做到電站設備的日常巡檢，只能通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)設備報警監(jiān)控來推斷現(xiàn)場情況，不能精確掌握現(xiàn)場情況，無法判斷報警信息是否為誤報警，且當發(fā)現(xiàn)設備故障報警時難以快速到現(xiàn)場消除設備故障，從而造成設備故障消除遲緩繼而引發(fā)設備故障擴大化。同時由于運維人員遠離電站現(xiàn)場，難以判斷組件表面的臟污程度，僅通過對系統(tǒng)效率的分析來安排組件清洗，而系統(tǒng)效率是多因素耦合的變量參數(shù)，所以經(jīng)常出現(xiàn)組件清洗不及時、系統(tǒng)效率降低帶來的經(jīng)濟性損失。

2.3 屋頂設備的復雜性造成設備巡檢和組件清洗困難

為實現(xiàn)屋頂空間利用的最大化，光伏電站設計的組件排列方式較為密集，未合理設置檢修通道和檢修平臺，容易導致組件清洗困難、設備拆裝不便、踩踏組件造成組件破碎或者隱裂等情況發(fā)生。此外，彩鋼瓦屋面鋪設的組件通常順勢就坡緊貼屋面鋪設，此種方式雖然降低風霜雨雪天氣影響，但給運維人員帶來諸多困難，如現(xiàn)場巡視時無法觀察到組件背面直流電纜和MC

插頭的運行情況，同時組件運行環(huán)境通風不暢、背部溫度較高從而降低系統(tǒng)效率和發(fā)電量

。

2.4 后臺監(jiān)控平臺不統(tǒng)一

目前，大多數(shù)光伏電站的后臺監(jiān)控平臺均采用陽光電源、華為、固德威、錦浪等逆變器設備廠家免費提供的監(jiān)控平臺，運維管理人員可以通過網(wǎng)頁版本和手機App版本的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，對電站進行集中管理和遠程監(jiān)控。但是經(jīng)過對比分析，當發(fā)生故障告警時，目前的手機App和網(wǎng)頁版本均不能主動推送相關信息，只能通過查看后臺監(jiān)控網(wǎng)頁或App時發(fā)現(xiàn)故障，導致故障不能及時被發(fā)現(xiàn)。而且不同的后臺監(jiān)控系統(tǒng)界面、使用方法、主要參數(shù)設置等均不相同，運維管理人員通常需要掌握不同平臺的使用方法，不間斷地在不同監(jiān)控平臺中切換，以便于及時發(fā)現(xiàn)設備故障告警。日報、周報等信息需要從不同平臺中提取、匯總、分析，運維管理效率較低且集中監(jiān)控管理難度大（見圖2）。

3 電站運維管理提升方法

3.1 提高運維從業(yè)人員的素質

配置足夠的專業(yè)技術人員是光伏電站長期安全穩(wěn)定運行的保障。結合電站特點和人員配備情況，科學合理地建章立制，及時掌握電站的運行狀態(tài)和消除潛在的安全隱患，確保光伏電站安全平穩(wěn)運行。對于電站配備的技術人員經(jīng)驗有限，需要定期委托運維經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術人員對運維操作人員進行現(xiàn)場操作技能和故障判斷分析的培訓，尤其是對電站新進人員的培訓，使其了解和掌握光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理、電站設備的性能參數(shù)、設備故障的排除方法和日常巡檢的檢查重點等，提高運維從業(yè)人員的專業(yè)技能，初步具有判斷故障產(chǎn)生的原因和消除故障的能力。

3.2 電站運維遠程集中管理+現(xiàn)場委托技術人員代管

1）采取委托第三方開展電站運維管理的模式。此模式適合電站投資建設主體無專業(yè)技術團隊的投資者，通過與第三方簽訂運維委托協(xié)議，由被委托單位開展電站運維工作，包括光伏電站內部及與光伏電站相關的設備檢修、運行維護、故障處理、數(shù)據(jù)分析、電費代收、電氣預防性試驗、組件清洗等全部電站正式運營過程中所涉及的運維、電站管理工作，最終保證電站發(fā)電量及利用小時數(shù)要求。

由于光伏電站一般是建設于工商業(yè)廠區(qū)范圍內，可以與工商業(yè)業(yè)主單位進行溝通協(xié)調，對業(yè)主單位的電氣專業(yè)人員進行光伏電站運維的系統(tǒng)培訓，由業(yè)主單位的電氣專業(yè)人員負責現(xiàn)場的設備消缺和日常巡檢，以彌補電站無人值守的不足，將巡檢頻次、維護內容、維修標準落實到責任人、崗位職責和管控措施，及時發(fā)現(xiàn)設施設備異常，避免事態(tài)擴大造成嚴重后果，同時可以降低運維管理的成本費用、加快現(xiàn)場故障消除的時間和保障電站的安全穩(wěn)定運行。

3.3 優(yōu)化設備布置的設計方案

通常情況下，為降低運維管理費用和提高項目經(jīng)濟性，大多數(shù)電站均采用無人值班、遠程集中監(jiān)控的模式，難以有效落實電站有人值守、“兩票三制”的管理要求，同時無法快速地解除電站報警、消除電站缺陷

。同樣出于節(jié)約成本的考慮，運維管理從業(yè)者的門檻較低，從業(yè)后缺少系統(tǒng)的專業(yè)技術培訓和電站維護經(jīng)驗，缺乏基本的現(xiàn)場應急處理能力，當出現(xiàn)較難解決的設備故障時難以快速作出反應，從而增加電站運維的安全風險。

3.4 優(yōu)化后臺集中監(jiān)控平臺

通過優(yōu)化后，監(jiān)控平臺一般應具有以下功能（見圖3）：

我國農(nóng)業(yè)類上市公司融資結構與公司績效分析 …………………………………………………………… 鄧柏燕 周發(fā)明（5/11）

2）單電站分析和多電站對比。對各電站的上網(wǎng)電量、綜合系統(tǒng)效率、故障發(fā)生頻率、各方陣的系統(tǒng)效率等數(shù)據(jù)進行多角度的對比分析，為電站評優(yōu)考核、運維管理人員決策分析和科學評估提供數(shù)據(jù)支撐。

到了團部，向陽花把頭巾取下來，捏在手中，朝全身抽打，她的上下左右前后立即騰起一圈塵霧。閃開塵霧，把頭巾依然折成三角掛在肩上，兩角在胸前打個結。田志芳照樣做了，倆人挽著手臂一塊邁進團部會議室。一露面，一片掌聲，一片叫喊?！爸痉迹銇砹?。”田志芳看到滿房子人，站著坐著擠成堆。幾個一塊來的同鄉(xiāng)一窩蜂擠到她身邊，拉手搭肩的，又說又笑又哭。

總而言之，老師要努力培養(yǎng)學生的逆向思維能力，學生遇到不懂的時候，要鼓勵學生積極主動地思考。同時也要求教師能夠在我們的教學中充分了解小學生特點，根據(jù)實際情況進行合理的教學安排，發(fā)現(xiàn)自身不足，不斷提高自身教學理念和水平，形成教學中的創(chuàng)新思維，提高教師自身的創(chuàng)新能力，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)具有良好素質素養(yǎng)的合格學生。

3）報表功能。統(tǒng)計某時段內各個電站的運行情況，對各評價指標進行同比、環(huán)比深度分析，提供翔實可靠的運行數(shù)據(jù)。

4）分布式光伏電站設備安裝位置分散獨立，可根據(jù)屋頂?shù)拿娣e、位置和結構設計組件、逆變器的安裝規(guī)模、位置，安裝方式靈活多變。

親臨向往已久的馬奴托海，看到眼前的景象，馬先生顯得興奮不已，喜悅或是驚喜，已經(jīng)不能準確表達馬先生此時的心情。老先生早已忘記了昨日的勞頓和疲憊，掏出昨夜我們離開后充好電的相機，開始不停地拍照，仿佛要把馬奴托海全部裝進相機里，帶進永遠的記憶里。

5）當運維管理人員通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生時，能夠通過監(jiān)控平臺將操作指令直接下發(fā)給現(xiàn)場操作人員，將故障消除過程實時在平臺上進行更新，相關數(shù)據(jù)可以長期保存便于查閱。通過技術手段，當發(fā)生故障報警時能及時收到報警信息。

4 分布式光伏運維的未來發(fā)展趨勢

近年來，在工商業(yè)電價逐步下調的大背景下，綜合利用現(xiàn)代化科技手段降低運維成本、提高系統(tǒng)效率和發(fā)電量，逐漸成為了光伏行業(yè)的主旋律，將大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等高新技術與電站運維管理相結合的智慧電站運維正逐步成為業(yè)界發(fā)展的趨勢。

4.1 互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源

互聯(lián)網(wǎng)+光伏發(fā)電集中監(jiān)控運維管理平臺，通過對實時運行數(shù)據(jù)的采集、處理、分析、存儲、傳輸，結合當?shù)剌椪諚l件對電站數(shù)據(jù)進行深入挖掘分析，及時發(fā)現(xiàn)電站運行故障隱患，并結合電站信息自動診斷技術、智能化檢修工單派送技術和定期推送的系統(tǒng)效率提升方案，不斷提高光伏電站的系統(tǒng)效率，增加發(fā)電收益，實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源”管理模式。

從“有計劃的商品經(jīng)濟”到“社會主義市場經(jīng)濟”，從“民主法制”到“依法治國”，從“精神文明”到“文化強國”，從調整社會關系到構建“和諧社會”，從植樹造林到“生態(tài)文明”，從“一國兩制”到香港、澳門回歸，從“革命與戰(zhàn)爭”到“和平與發(fā)展”，神州大地處處涌動著改革的大潮，開放的窗口迎接著八面來風。

另外，得了帶狀皰疹不要焦慮，飲食宜清淡，避免過度勞累及鍛煉。盡量避免接觸免疫功能低下者，如老人、兒童，以免傳染。

4.2 大數(shù)據(jù)分析

推進分布式光伏電站運維管理的智能化，構建智能化電力運行監(jiān)測、運維管理技術、數(shù)據(jù)實時共享網(wǎng)絡平臺，運用大數(shù)據(jù)分析技術對設備狀態(tài)、故障報警、電能質量等數(shù)據(jù)進行分析研判預測，建立起一套高效、穩(wěn)定的光伏電站遠程監(jiān)測/診斷系統(tǒng)，使電力設備和用電終端基于互聯(lián)網(wǎng)技術進行雙向通信和智能調控，不斷提高光電轉化效率和安全穩(wěn)定運行水平。“光伏大數(shù)據(jù)+監(jiān)測/診斷”可為光伏系統(tǒng)的科學管理提供有用數(shù)據(jù)，有效提高運維管理水平，在降低運行維護成本的同時，提升光伏電站的發(fā)電效益，進而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和市場競爭力。

4.3 區(qū)塊鏈技術

區(qū)塊鏈技術是一種能在整個業(yè)務網(wǎng)絡上共享的分布式賬本，具有“去中心化、公開透明、雙方匿名，不可竄改、信息可追溯”等眾多優(yōu)勢

，而分布式光伏信息管理平臺的建設要求具有“數(shù)據(jù)透明、不可竄改、長期存儲、信息共享”等特點，電站數(shù)據(jù)永久記錄在有順序的、不可竄改的賬本區(qū)塊中，能在無第三方監(jiān)督的狀態(tài)下，通過自身分布式節(jié)點進行數(shù)據(jù)存儲和交流，保障電站數(shù)據(jù)的安全性、透明性和不可竄改性，實現(xiàn)信息傳輸過程的數(shù)據(jù)共享與集約化管理，為互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)分析平臺提供可信、可查、可用的數(shù)據(jù)支撐，同時可以結合分布式光伏電站的特點，基于區(qū)塊鏈技術的購、售電交易商業(yè)化模式，可以有效解決當前傳統(tǒng)購、售電運營模式存在購電管理分散、缺乏整體管理、信息無法實時共享和反饋等問題，提升光伏發(fā)電企業(yè)的經(jīng)營效益、工作效率和市場競爭力。

5 結語

光伏電站運維管理是通過科學的管理手段，合理地對電站智慧化運行維護，以保障發(fā)電系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行，保證電站投資者的收益回報

。通過對國家政策、運維模式及關鍵技術的分析可以看出，隨著光伏行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，新型化、高效化、智慧化成為光伏電站運維管理新的重點要求。為提高發(fā)電效率、降低綜合運維成本，光伏電站的運維管理將沿著智慧化的發(fā)展方向不斷前行。

［1］邱海鋒，葉劍，韓榮杰，等.分布式光伏電站運維管理的建議［J］.現(xiàn)代建筑電氣，2018(10):63-65.

［2］趙威.分布式光伏電站運維管理的建議［J］.中國金屬通報，2018(9):184-185.

［3］李俊峰，朱文婷，劉薇.購售電一體化的區(qū)塊鏈平臺設計與研究［J］.電力需求側管理，2019(6):35-39.

［4］馮相賽.分布式光伏電站運維現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［J］.能源與節(jié)能，2018(4):57-59.