智能营维引领光伏运维新模式

　　目前国内相关围绕电站投资、建设展开交流的论坛很多，而在营维市场我们需要更多行业专家、业界同仁来共同探索其良性发展是非常必要的。

　　从内蒙古山路能源集团的角度讲，目前光伏装机并网容量达到511MW，其中将近250MW接入FusionSolar智能营维云中心。根据光伏行业多年的经验，我认为在运维中存在着以下问题：

　　1.如何提高发电量

　　光伏电站从设计、安装开始，就像一个初生的小孩，如果最初设计、安装工作没做好，就只能在后期运维中把先天存在的问题尽量弥补解决。

　　最早我们采用集中式大机，但是后来发现逆变器做得越大，出现问题的机率就越大。首先，出现故障后造成的发电量损失影响面非常大。根据山路集团运维人员的考核办法，损失1度电扣检修部五毛钱，因此损失特别大；同时，大型逆变器还存在出现故障我们无法解决的问题，因为各家有技术壁垒，只能等待原厂到实地维修现场干等，但通常电站又比较偏远，到达电站后就已耽误了很长时间，发电量损失有多大可想而知。在采用华为组串式方案后，发电量损失大大减少，发电量问题也得到解决。

　　其次，针对大型逆变器的出力问题，有些厂家的散热问题没有解决好。IGBT模块一直工作在温度70度以上，一旦告警就会影响工作。加之内蒙古在4、5月份柳絮肆意飞扬，有时候会出现毛絮、灰尘顺着排风系统进入逆变器内部和IGBT里，从而造成堵塞影响散热。此外，西北地区最大的问题是大型沙尘暴，灰尘是运维最头疼的问题。我们尝试了很多办法：包括迷宫式风道、在逆变器房通风口外面再加一层防尘隔离网，以降低尘土进入；但是网太细、风量不够，影响散热；网的口径间隙大一点，灰尘又会进来，加上清扫工作非常困难，这些都是影响发电量的因素。

　　在采用华为组串式逆变器后，问题迎刃而解。IP65防护为现场运维人员减轻了很大负担，实现了降低运维成本的目的。

　　2.如何降低运维的投资

　　采用集控以后运维就能做到少人或无人值守，光伏电站除了无人值守外还需要人去维护。我们提倡无人值班、少人维护、以地区区域划片，进行集中管理。比如在半径300KM以内几个小时就能到达的区域，集中建立一个区域性维护操作队伍，这样可以有效提高人员利用率，降低人员投资。现在人员成本比较大，加上电站一般在偏远地区，寻找懂技术的工作人员非常困难；内蒙古光伏发展比较迅速，今年年底要突破320万千瓦，人员培养速度可能会跟不上电站建设的速度。所以，集控很好解决了专家人力使用的问题。

　　3.如何提升运维效率

　　此前采用集中式方案，出现问题后需要一块一块去排查，浪费发电量、也浪费了大量的人力。所以我们期待如果能监测到每一个组串，范围就小很多，故障定位也容易很多。

　　4.如何提升电站可靠性

　　过去的3-5年中，不仅光伏组件过剩造成了低价竞争，逆变器也同样存在此类问题，低价竞争必然带来一些部件的质量问题，且部件质量问题占到整个故障率的50%；此外，电站的设计问题大概占到整个故障率的28%。最近直流电缆起火的故障越来越多，前年建的格尔木二期项目，最近连续发生2次类似故障引起的火灾；但用了组串逆变器后，交流汇集，所以不存在这个问题。至于可靠性问题，在设备选型和方案设计的时候一定要慎重，否则后面就都是麻烦。现在，针对之前的大机项目，少则半个月长则1个月，对直流电缆电流必须进行测试，发现不平衡立即重新检修处理，也包括检查接头、压接等问题。所以，可靠性是对电站进行评价的一个很重要参数，电站设备可靠性也应该纳入电站的评价体系中。

　　5.智能管理

　　当前进入智能化阶段的时间还不长，通过智能化远程管理能更细更实更好地解决实际电站实际现场问题。比如可以把各个运维单位的专家、经营人才集中使用，定位电站疑难问题。就像北京现在不少大的医院如301、协和等可以通过远程会诊很好地解决地域分散专家资源的问题一样。

　　结合电站的运维现状，在使用组串式逆变器后发现组件的故障率占的总百分比反而上升了，而其他部件故障率在下降，这是为什么呢？过去汇流箱通信接口问题是最突出的，还有刚才讲的灰尘散热引起的问题。采用组串式后，这些部件都消失或者省掉了很多，也就不存在高故障率。剩下的只要把组件问题解决了，整个系统的问题也就解决一大半了，因为其他的电器设备，相比过去,可靠性有很大提高，除非你当时选的是低价劣质产品；如果按照国家标准走、符合国家电器设备规范标准、不是单纯的低价中标，就不会有什么大问题。

　　内蒙古地区地域辽阔，从东面到西面长4300KM，现在有些电站在运行、有些在建。目前我们已并网511MW、在建288MW。根据我们3年多的运维经验，现在出现问题最多的还是以前建的站，由于地域比较辽阔，检修人员每天都在奔波；东面用的组串式相对而言好很多，但是在吉林的洮南地区，用的是大型逆变器，问题出得也比较多。回路上接的设备越多，故障越多、安全系数越低、可靠性越低。因为每个设备都可能是故障点,尤其直流侧是经常出问题的地方。从两个系统来看，组串式要简单得多。组串式逆变器最大的特点是把整个光伏系统的网简化了，组件直接接入逆变器，从而少了很多环节。

　　逆变器是光伏电站的心脏，逆变器的好坏决定了电站的健康状况和运维能力，所以对逆变器的选择是非常关键的事情。通过3年多的运行经验不断总结，我们对组串式逆变器情有独钟。

　　另外，说到无线通信系统，华为的无线通信系统给我们创造了更方便的条件。光伏电站有个很大问题是，虽然电压比较低,直流600-700V，交流低压侧380-480V，但是地电压特别高，大面积的电缆使用，耦合电压会非常高。弱电和强电一起使用，弱电系统就要出问题，这就好比人的神经系统一旦出了问题，动作就不灵敏了。内蒙古这么大的区域，架设通信电缆、维修都很麻烦，尤其在东北，到了冬天维修电缆更加困难，无线通信的应用，很方便地解决了这些问题。此外，在无线通信的安全方面，电力系统要求通信非常可靠，无线系统可靠性、互联网可靠性，要和电力系统多交流，打消其疑虑。

　　通过发电量的数据对比，组串式逆变器有3%的提升。到今年年底，我们把1年的发电量数据统计出来，就可以看到长时间发电量究竟提升了多少。我们现在有2个百兆瓦的电站，到2015年底就运行1年多了，到时，我们还可以提供同样百兆发电量、故障率的对比，包括由逆变器造成的故障率对比等数据。从目前来看，组串逆变器的故障率基本为0，所以太阳给我们的恩惠，我们全额接收了，那就是我们的财富；如果损失了，那就是浪费。内蒙古人有句话，省下的就是挣下的，包括灰尘遮挡问题，不仅算数，还要算钱，比如智能组件清洗：通过大数据分析，给出组件最佳清洗建议，使组件清洗收益最大化；通过智能的营维和合理的方案，我们就能把大自然恩赐给我们的，更多的接收下来。

　　智能营维云中心带来了运维模式的革新。按照王斯成老师提的标准，加上电力系统的管理标准，再把专家分析系统也纳进来，将工作做得更细、更完善。集团的统一管理，是我们将来的发展目标。管理模式要向集中式管理发展，这也是光伏和互联网结合的一个方向。华为很早就摸到了这个脉搏并先行一步，我们下一步将和华为继续合作，将集团统一管理系统做得更完善、更智能化，就像中医一样，未病先治、消除隐患、预防第一。

　　对电站的安全管理、操作都是集控中心发布命令、实时监督，做到了用有限的技术力量，把住电站安全的关口。电站运行最怕的问题是误操作，而防止误操作最好的办法，就是实时监督：依靠集控中心，保障电站的操作不出现误操作。我们营维中心已运行半年多，配合电业局通过这个系统进行监督，确保操作无误。集中式管理最大的好处是把有限的力量，扩展到更广的服务范围。

　　电站经营APP：电站管理者随时能通过手机监控每个电站的运营情况。这套系统，领导非常喜欢，看到运营数字非常高兴，因为那个数字一直在蹦，就像我们老板形象的比喻：“这个是钱在蹦”。通过这个APP，管理者能随时看到电站的发电量和收益。

　　随着越来越大规模、长时间运行的积累，一切对组串式逆变器问题的质疑声都会慢慢地像潮水一样自然消退，用我们不可辩驳的事实来证实这个问题。我们现在用的百兆瓦的组串式项目，到目前从未出现过谐振问题，指标非常好。8月底山路集团又将有120MW的项目要并网，如果大家有兴趣，欢迎来我们的电站看看。

　　（田胜利系山路能源集团总工程师，本文系根据其6月25日在深圳举办的首届智能光伏营维交流会上发言整理）