光伏电站运维是太阳能光伏发电系统运行维护的简称,是以系统安全为基础,通过预防性维护、周期性维护以及定期的设备性能测试等手段,科学合理的对电站进行管理,以保障整个电站光伏发电系统的安全、稳定、高效运行,从而保证投资者的收益回报。
截至2015年底,全国光伏累计装机超过43GW。2016年上半年之后,业内普遍认为新增装机超过20GW。粗略估计,目前的光伏累计装机已经超过63GW。光伏电站建成并网以后,运维上升成为光伏电站的工作重心,在光伏电站25年的漫长生命周期中,如何可靠稳定的发电是核心,确保光伏电站安全则是前提。运维工作直接关系到电站能否长期正常稳定运行,关系到光伏电站的运维成本、投资价值及最终收益。
图A 光伏电站运行异常示意图
光伏电站日常运维主要包括:定期检查光伏组件板间连线是否牢固;方阵汇流箱内的连线是否牢固;检查光伏组件是否有损坏或异常;支架与接地系统的连接是否可靠;逆变器运行是否可靠;组件热斑检测;支架检测等。另外,通过后台实时监控电站发电量的变化,一旦发电量波动超过正常的区间,需要立即排查,找出原因并解决。
图B 光伏电站组成示意图
光伏发电依靠太阳光照射,发电的效率很大程度上取决于电池板的洁净程度。有数据显示,北方污染较大地区,光伏组件的表面灰尘和污垢能使光伏平均发电效率下降15%甚至更多。表面灰尘和污垢是两个不同概念,对发电量的影响程度有很大差异,其中灰尘可以靠降水自清洗改善明显,污垢需要用专业清洗工具及清洗剂清洗。在北方污染较大地区,清洁一块光伏组件需要支付0.3-0.4元费用,每个月清洗一次,10MW光伏电站一年的清洁开支约二十万元。不同地区,清洁的频率,则要视情况而定,一旦发电量下降5%左右,就要立即清洁。目前由于自动化清洁设备技术不成熟,故障率很高,因此行业内仍采用人工的方式清洁光伏组件为主。
图C 光伏电站清洗示意图
另外,作为光伏系统的桥梁,逆变器在整个系统的成本已经占比很小,但其作用不可忽视。从整个系统来说,逆变器的品质、选型对系统的成本、系统的发电量起着决定性作用。逆变器的维护也成为光伏电站运维的重要组成部分。其中,组串式逆变器和集中式逆变器各有优势。组串式逆变器的优点在于弱光性能好;集中式逆变器有很好的超配、过载能力,确保高温环境下不会出现降额运行,给电站带来更大化的发电收益。
随着大规模地面电站并网和运营,人工维护效率低,维护成本高的特点日益突出,智能运维是光伏电站发展方向。一旦实现智能运维,可实现电站无人值守,在集控中心配置两三名工作人员,即可同时监控多个光伏电站。当前,智能化运营和监控主要是基于单个组串电压电流进行发电量的分析和故障的精确定位,而未来智能运维将贯穿电站全生命周期、生产全环节的监控和管理,真正实现可视、可信、可观、可控:
1)采用光伏终端及专用App辅助资产快速准确录入,记录全部资产的设备型号、厂家信息、GPS位置信息,对每一块组件、每一个节点都做到可管理、可跟踪、可回溯;
2)光伏电站生产全环节的监控,准确掌握从组串、逆变器、汇流箱、箱变、汇集站、升压变的多维生产状态信息,每MW子阵实时监测数据达到100kbps;
3)采用大数据分析技术,对监控数据进行汇总分析,给出有针对性的优化建议,实现精细化运维、预防性运维;比如组件清洗建议等。
4)根据资产的运行情况和维护数据,支持对不同批次或不同厂家的设备评估,给出资产评估报告;
业内预计,按照目前的电站存量计算,运维业务每年的市场规模超过30多个亿。而到2020年,光伏装机要达到150GW,未来的运维市场将达千亿。2016年以来,多家企业积极布局光伏电站智能运维,阳光电源联手阿里云,共同为客户提供基于阿里云计算平台的智慧光伏电站设计、建设、智能运维等相关服务;木联能与恒通运维达成共识并签署合作协议,重点打造第三方光伏运维业务。光伏运维市场热度及重要性,可见一斑!