光伏电站运维及增值管理的研究

2022-12-09董强

大众标准化 2022年22期

董强

（广东水电二局股份有限公司北方运维分公司，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐 830000）

在我国光伏电站装机容量不断提升的形势下，现阶段光伏电站运营维护已经成为其重点工作内容，保证光伏资产的保值与增值、做好光伏电站的有效监控、系统效能分析、系统匹配优化以及故障快速解决等工作，是当前光伏电站运维管理工作中的重点内容，不断提升运维管理工作效率，降低运维成本，并提升光伏电站发电效率，能够促进光伏电站市场核心竞争力提高。为此，需要结合光伏电站的建设实际情况，对运维与增值管理措施进行优化，采用更加科学的运维与增值管理措施。

1 光伏电站运维管理简要分析

光伏电站运维是确保光伏电站安全运行的基础，需要采用科学的评估、预防性维护、周期性维护以及定期的设备性能检测等方式，实现经济有效地对光伏电站管理，保证光伏电站能够安全、稳定以及高效运行，从而确保投资者的收益与回报，是光伏电站交易以及融资的重要前提。在全球光伏产业快速发展的背景下，光伏电站建设过程中的质量问题以及安全问题等频繁发生，许多光伏发电站都在面临着运维管理难题，包括光伏电站设计存在缺陷、设备质量存在问题以及施工建设不够规范等，都对光伏电站运维管理工作产生很大影响。我国光伏电站建设发展速度较快，在国家政策的大力补贴下光伏产业得以快速发展，但是也出现了工程建设周期较短、建设质量较差等问题，导致光伏电站的质量以及运行安全性受到很大负面影响；光伏电站设计考虑不够全面、采用质量较差的设备、施工人员技术水平不足以及施工时间较短等问题，导致光伏电站频繁发生事故问题，如果光伏电站没有得到科学的管控，势必会产生更为严重的问题，对光伏电站项目的投资收益以及运行安全等十分不利，为此光伏电站需要作为运维以及增值管理工作，确保光伏电站整体建设质量，从而推动我国光伏发电产业发展。

2 当前光伏电站运维管理存在主要问题分析

当前我国正处于光伏电站建设高速发展阶段，多项大型光伏电站项目相继开始建设，但是结合部分光伏电站的建设实际情况来看，虽然对前期建设质量的重视程度不断提升，但是存在着忽略后期运维管理工作的问题，特别是在设计、施工等环节，没有全面考虑到光伏电站的运维需求，缺乏光伏电站运维措施与经验。现阶段，部分光伏电站在运维管理工作中还存在着如下问题：

（1）部分光伏电站在安全管理方面存在着严重的问题，从业人员专业性较差，没有进行专业的职业技能培训与指导，缺乏完善的安全意识，且没有落实有效的安全监督管理工作，在该条件下导致光伏电站安全问题频繁发生。光伏电站对于运行安全性具有较高的要求，需要保证光伏电站运行过程安全性，但是当前安全运维管理工作却没有得到充分的重视。

（2）在部分光伏电站运维工作中，一些管理人员缺乏管理经验，且不具有专业的光伏电站管理能力，采用的管理模式不符合光伏电站的实际情况，运维方法缺少科学依据，专业能力不满足光伏电站的运维实际需求，从而导致光伏电站运维管理工作存在较多的漏洞，是引起安全问题的主要因素。管理人员的专业能力，是保障光伏电站运维工作的基础，但是当前部分管理人员的专业水平不高，在运维管理工作中缺乏科学依据，需要进一步强化管理人员专业水平。

（3）结合当前光伏电站的实际情况来看，尚未构建统一的标准、技术以及规范支持，光伏电站建设整体缺乏标准化的体系作为基础，在不具有规范、标准的体系背景下，光伏电站运维管理工作就难以高效化开展。

（4）光伏电站在运维管理工作中，缺乏有效的预测方式，光伏电站运维效果预期难以得到有效评价，从而导致光伏电站管理工作出现问题，运维管理工作质量在不具有科学评估的情况下，工作质量无法得到保障，是引起运维管理工作缺陷的主要因素。

（5）光伏电站运维管理工作具有特殊性，为了保障光伏电站运维安全，需要采用预防性运维管理措施，但是当前许多光伏电站在预防性管理措施方面缺乏应用，光伏电站的运维管理工作一般发生在设备故障后，没有采用科学的事前预防管理方法，光伏电站运维管理缺乏主动性，从而导致光伏电站安全问题以及设备故障问题等频繁发生，严重影响光伏电站运行质量，需要在运维管理工作中落实预防性维护管理模式。

3 光伏电站运维与增值管理的有效措施分析

通过上文分析可以看出，运维与增值管理对于光伏电站建设具有重要作用，所以需要采用科学的运维管理措施，保证光伏电站安全、稳定且高效地运行。但是当前许多光伏电站在运维与增值管理工作中都存在着一定问题，导致光伏电站的管理工作需求无法得到满足，需要采用更加科学有效的措施，做好光伏电站运维与增值管理优化工作。因此，结合相关实践经验，本文提出一站式运维与增值管理方法，具体应用方式包括如下几项：

3.1 一站式运维与增值管理方式

现阶段我国光伏电站存在着系统安装布置分散、系统发电能效较低、故障解决效率较差以及运维方式不够合理等问题，为了能够促进光伏电站管理工作质量提高，需要将上述问题全部解决。一站式远程光伏电站运维管理监控系统，具有能效分析、组件工作状态监测、组串与逆变器匹配性监测、组件清洁度监测、故障预警与原因分析、系统匹配性分析以及运维工作记录等多项功能，通过无线数据传输实现远程监控目标，能够及时向运维管理人员反馈真实、直观且有效的系统信息与运维需求指令，从而实现光伏发电站的保值和增值。一站式运维与增值管理方式的具体内容如下表1所示。

表1 一站式运维与增值管理模式主要内容

3.2 组件表面清洁度评估

灰尘、鸟粪以及油污等会覆盖在光伏电站机组组件表面，从而导致光照被遮挡，对光伏电站的发电效率会产生很大负面影响。例如，北方地区较为干旱且降雨较少，风沙较大，若不具有高效的清洁措施，光伏电站的发电效率则会快速下降，甚至会下降到常规50%左右，导致光伏电站的利用价值被严重影响。因此，需要做好光伏电站组件清洁度评估工作，为运维管理人员提供光伏电站组件的实际清洁度，确保运维人员能够依据实际情况开展组件清洁工作。现阶段，对于光伏组件的清洁度评价工作，基本上依靠人工观察，无法有效评价灰尘、油污等光伏电站组件表面附着物对发电效率的影响程度，同时也难以合理安排光伏组件的清洁工作；在考虑到清洁工作成本与提升发电带来的收益比较情况下，设置清洁度等级（0～100%），工作人员能够按照光伏电站所处地区的特点以及实际需求，设置最佳的清洁度临界点作为运维需求警告指标。光伏电站组件表面清洁度评价系统，包括温度传感器、电压传感器、电流传感器、环境监测设备、光伏数据处理设备、运维管理中心以及通信电缆等，光伏数据处理设备利用螺栓固定在光伏电站组件下方的支座中，光伏数据处理设备内部安装开关电源、交换机以及光伏数据处理设备；环境监测设备安装在光伏电站内空旷且没有遮挡的专用支座中，环境监测设备包括光照、风速、温度以及湿度等传感器，温度传感器、电压传感器以及电流传感器固定在光伏电站组件的背板中；光伏数据处理设备中的开关电源利用导线对环境监测设备和数据处理设备供电，环境监测设备、温度传感器以及电压传感器等采集到的信息利用RS 485屏蔽双绞线传输到光伏数据处理器中，光伏数据处理设备将数据进行集中分析与处理，通过交换机转换后利用单模式光纤将信息传输到运维管理中心。

通过采用该系统，能够代替大部分人工巡检工作，有效降低光伏电站运维成本，并通过高精度传感器技术的支持，能够实现对光伏电站组件电压、电流以及温度等信息的监测，对比光伏组件的实际输出功率和理想输出功率，利用智能数据处理器进行处理与分析，向用户终端运维管理中心反馈实时的光伏组件清洁度情况，从而依据实际情况实现指令输送。

3.3 组件匹配性分析

因为光伏逆变器一般采用MPPT最大功率点的跟踪控制方式，光伏电站同一个逆变器直流端口并联的光伏组串电压具有偏差，组串工作电压之间存在相互影响，各个组串难以跟踪到最大功率点，从而导致输出功率降低，各组串无法实现最大功率跟踪的目的。在运维管理中心内，设置光伏组串电压偏差监控功能，能够智能化分析组串电压偏差代销，并确定问题组串的编号，若某个组串和平均值偏差超过规范，就会向运维人员发出警告提醒，能够帮助运维人员及时发现并解决故障问题，从而能够提升光伏电站输出效率。

3.4 光伏电站效率分析

影响光伏电站发电量的关键因素较多，具体因素如下表2所示。

表2 影响光伏电站发电能量的主要因素

光伏电站运维管理中心，能够实时监测光伏工作状态，对比实际值与理论值的偏差，对产生偏差的因素进行分析，判断其是否处于可接受的正常范围中，如果某一个影响因素超出了可接受范围，监控系统就能够发出警告提醒，及时通知运维管理人员，且提示可能存在的问题以及问题发生的具体位置。

3.5 不同安装模式对比分析

运维管理中心能够对多个不同区域的光伏电站进行监控，每个电站的安装模式、地理环境以及系统配置等存在一定差异。运维管理中心能够将各光伏电站的运维数据进行对比，如果存在偏差将会对其进行分析，从而得到产生偏差的主要原因，总结最优的系统配置、系统安装方式以及运维管理模式，构成最终的评估报告，将其作为光伏电站运维、系统优化以及后续光伏项目的开发依据。

光伏运维管理中心中具有大数据存储服务器，存储光伏设备运行状态数据以及运维管理数据，包括电压、电流以及功率等参数；系统配置查询与评估功能，管理人员能够随时调取任何时间段的历史数据，通过和历史数据的对比，将修正后的报告反馈给运维管理人员，管理人员能够直观地了解到光伏电站的实际情况，以报告作为依据进行光伏发电站的运维管理系统优化。

4 一站式光伏电站运维及增值管理模式的价值分析

通过对光伏电站能效优化方法、运维管理策略的理论方法分析，构建多种光伏电站运行模式实验平台，从而得到最佳的系统优化方法与运维方式。光伏电站运维中心能够管理投资者自身持有的光伏电站，也可以代理管理其他业主委托管理的光伏电站，对管理的全部光伏电站采用一站式运维管理方式，结合在管理工作中积累的经验以及运维工作报告，编制光伏电站运维管理规范体系，将其作为运维管理人员的培训依据。通过采用一站式运维与增值管理方式，能够全面提高光伏电站运维管理工作质量，从而促进光伏电站增值，提升光伏电站投资收益回报率，在光伏电站运维管理工作中具有重要的价值，能够全面提升光伏电站运维管理工作质量，由此可以证明一站式运维管理模式具有良好的效果，可以在光伏电站管理中推广使用。