智能运维引领光伏新模式

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。

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。

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