光伏電站運維是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)運行維護的簡稱,是以系統(tǒng)安全為基礎,通過預防性維護、周期性維護以及定期的設備性能測試等手段,科學合理的對電站進行管理,以保障整個電站光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運行,從而保證投資者的收益回報。
截至2015年底,全國光伏累計裝機超過43GW。2016年上半年之后,業(yè)內普遍認為新增裝機超過20GW。粗略估計,目前的光伏累計裝機已經超過63GW。光伏電站建成并網以后,運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。運維工作直接關系到電站能否長期正常穩(wěn)定運行,關系到光伏電站的運維成本、投資價值及最終收益。
圖A 光伏電站運行異常示意圖
光伏電站日常運維主要包括: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;逆變器運行是否可靠;組件熱斑檢測;支架檢測等。另外,通過后臺實時監(jiān)控電站發(fā)電量的變化,一旦發(fā)電量波動超過正常的區(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。有數據顯示,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不同概念,對發(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元費用,每個月清洗一次,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。目前由于自動化清潔設備技術不成熟,故障率很高,因此行業(yè)內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,逆變器在整個系統(tǒng)的成本已經占比很小,但其作用不可忽視。從整個系統(tǒng)來說,逆變器的品質、選型對系統(tǒng)的成本、系統(tǒng)的發(fā)電量起著決定性作用。逆變器的維護也成為光伏電站運維的重要組成部分。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)境下不會出現降額運行,給電站帶來更大化的發(fā)電收益。
隨著大規(guī)模地面電站并網和運營,人工維護效率低,維護成本高的特點日益突出,智能運維是光伏電站發(fā)展方向。一旦實現智能運維,可實現電站無人值守,在集控中心配置兩三名工作人員,即可同時監(jiān)控多個光伏電站。當前,智能化運營和監(jiān)控主要是基于單個組串電壓電流進行發(fā)電量的分析和故障的精確定位,而未來智能運維將貫穿電站全生命周期、生產全環(huán)節(jié)的監(jiān)控和管理,真正實現可視、可信、可觀、可控:
1)采用光伏終端及專用App輔助資產快速準確錄入,記錄全部資產的設備型號、廠家信息、GPS位置信息,對每一塊組件、每一個節(jié)點都做到可管理、可跟蹤、可回溯;
2)光伏電站生產全環(huán)節(jié)的監(jiān)控,準確掌握從組串、逆變器、匯流箱、箱變、匯集站、升壓變的多維生產狀態(tài)信息,每MW子陣實時監(jiān)測數據達到100kbps;
3)采用大數據分析技術,對監(jiān)控數據進行匯總分析,給出有針對性的優(yōu)化建議,實現精細化運維、預防性運維;比如組件清洗建議等。
4)根據資產的運行情況和維護數據,支持對不同批次或不同廠家的設備評估,給出資產評估報告;
業(yè)內預計,按照目前的電站存量計算,運維業(yè)務每年的市場規(guī)模超過30多個億。而到2020年,光伏裝機要達到150GW,未來的運維市場將達千億。2016年以來,多家企業(yè)積極布局光伏電站智能運維,陽光電源聯(lián)手阿里云,共同為客戶提供基于阿里云計算平臺的智慧光伏電站設計、建設、智能運維等相關服務;木聯(lián)能與恒通運維達成共識并簽署合作協(xié)議,重點打造第三方光伏運維業(yè)務。光伏運維市場熱度及重要性,可見一斑!