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光伏电站运维的技术要点难点和解决方案

点击数：更新时间：2024-07-08 21:32:39

光伏电站运维的技术要点难点和解决方案

作为一家致力于成为全球领先的智慧能源系统集成商，交谷太阳能一直倡导智能光伏电站的建设与运维。智能光伏电站它的一个最重要的属性就是可以全生命周期的理财化资产产品，从电站设计建造运维光伏电站全生命周期，将数字信息技术，物联网技术，无线技术，通信技术，云计算技术，大数据挖掘，互联网技术等与光伏技术进行跨境融合，在对比提高发电量业主收益率与增加初始投资差额净值时，实现光伏电站降低初始投资，降低运维成本，提高系统发电量和电站运行安全，在电站整个运营期间实现高收益。

随着投资方更加关注电站建设质量问题，只有提高电站的设计优化，控制建设的质量，降低光伏电站故障率，提高电站运维能力，提高其电能产出才能确保投资者的长期收益。现有的商业模式的发展路径，让业主对光伏电站PR和投资收益回报越来越来关注，越来越重视光伏电站的科学运维管理。

一、当前运维存在哪些问题?

光伏电站发电量PR性能提升空间较大。

设备故障频发，待机时间较长。

安全隐患较多。

日常管理不科学，不到位。

当前运维存在哪些难点?

由于设计，设备，施工建设等缺陷，大大增加了运维的难度。

目前普遍存在对光伏电站运维认识不够，存在认为光伏电站可以无人值守，但无人值守不能替代少人值守，存在无法有效组织系统性的运维管理工作。

缺少直观反映电站运行状态的数据指标，致使电站运维工作无法客观评定

传统的电力监控软件，无法满足光伏发电特殊的生产要求，无法快速化，规范化响应电站的运维活动。

电站运维人员缺少对光伏直流发电系统的专业的基本知识，不能快速，规范地响应电站运维活动。

运维管理，效率提升等行业痛点急需要解决的问题。光伏电站出现关键设备性能衰减较为严重，项目建设质量不达标，项目选址不断，发电量与设计预期偏差较大等问题。光伏电站的运维将成为电站运营的主要工作，电站运营效率和效果直接影响光伏电站的运行稳定性及发电量。运用智能化技术提高运维质量是至关重要的，传统运维模式存在较多缺陷，如：人员专业能力不足，运维效率较低,运维管理体系落后，运维成本较高。电站运维主要靠人员值守设备巡检，电站运维的好坏完全受限于运维人员的专业能力和作业水平，存在电站出现故障排查时间较长，导致设备空闲时间长，一些隐性设备故障，运维人员无法抹杀在萌芽状态，导致事故进一步加大，传统的运维模式已经无法满足电站故障预警，发电量考核，电站清洗前后发电量对比，清洗方案与清洗周期提醒，电站关键电气设备运行性能分析与评估，电站系统损耗等新的要求。

二、智能光伏电站运维管理大致分为4大部分：

1、生产运行管理与维修管理

运行管理：主要工作票管理、操作票管理、运行记录管理、交接班、巡检、电站钥匙管理、电量统计。

维修管理：预防性维修管理、纠正性维修管理、技术监督试验管理，其中预防性维修管理是光伏电站管理中必不可少的环节，指电站有计划的进行设备保养和检修活动，主要包括预防性维修项目和周期的确认、预防性维修大纲，维修计划、停电计划、组建清洗计划、预防性维修数据管理。

2、安全管理

光伏电站的安全管理包括：电力安全管理、工业安全管理、消防安全管理、现场作业安全管理、紧急事件处置流程管理、安全物资管理、安全标识管理、交通安全管理。

3、文档信息管理

光伏电站技术资料管理包括：文件体系建设、设计文件管理、日常生产资料管理（运行日志、巡检记录、维修报告、检修计划、技术监督记录、工具送检记录、备件库存记录）、设备资料、人员资料、培训资料、资产管理。

4、人员管理

加强员工技能培训：近年来随着光伏行业的快速发展、电站数据剧增，行业对运行人员需求量也日益增多，但从业人员专业理论基础单薄，故管理过程中可结合电站实际情况，定期对员工进行理论与实操两方面的培训，并不定期进行考试，实施综合评分制度。

健全电站运行奖惩制度：光伏电站日常工作单调、枯燥、繁琐且重复，为避免员工产生懈怠心里，应健全电站运行奖惩制度

三、光伏发电站运维的重点和难点

重点和难点1：完善流程、规范运做，不断提高运维的基础保证能力和流程管控水平

1）我国光伏发电运维的专业化水平不高，集约化程度还不够。少部分电站的运维人员属于“草台班子”，只从事一些简单的检修工作，还谈不上流程管控和系统管理。

2）在图中所示的流程中，存在以下难点和需要重点解决的问题：

在接手或准备接手电站的运维时，对电站现状了解不够，导致后续工作中责任不清，重点不突出。

对运维要求缺乏全面、系统的理解，包括适用的法规和标准要求、监管和调度部门及业主的要求；对电站的合标及合规性缺乏必要的评审，导致后续的运维中，指标不合理，运维方案针对性和可操作性不强，争议不断。

运维技术跟不上行业发展的需要，效能低下。

运维实施过程的受程程度低，难于实现预期的运维效果。

对电站效能水平的监测不系统，缺少“第三只眼”。

如前所述，我国光伏电站整体的运维水平不高，由此导致的损失不容忽视。一个高性能的电站，不但要“生得好“，还要养得好。光伏行业要实现高质量发展，需要着力提升整个链条的管控水平。

重点和难点2：对接需求，注重运维基础标准的制定和完善,并着力提高标准的适用性

1）虽然部分省（区）和大型企业已发布用于光伏电站运行和维护的地方或企业标准，但从行业角度，尚缺少适用于不同电站类型，科学、完整、适用的系统性标准。

2）由于与传统发电形式差异较小，可以等同或等效地采用传统发电形式即有的标准，光伏发电并网和交流侧运维所需的标准，包括国标、能源和电力行业标准、监管和调度部门发布的规范性文件，相对完整，比较系统，可操作性也较强，需要重点解决的是合规或合标方面的问题。

3）需要重点解决的是直流侧运维标准需求问题，这部分存在标准缺失、不系统、不适用的问题，特别是系统及其关键设备维护、性能和质量检测及合格或正常状态判定、故障诊断和修复等方面的标准。要解决这一问题，除运维本身，还需要从系统设计和设备选型、设备选购及工程施工角度考虑，特别是系统和设备的可维护性和互换性。

需要特别提醒的是：与整个行业整体发展环境有关，光伏行业的标准制定也局部地存在浮躁现象。有的标准制定过程“萝卜快了不洗泥”、缺乏深入研究，不接地气。我国已是光伏大国，标准制定方面与现有的光伏体量还不相称。另外，要想实现行业的高质量发展，需要有高质量的标准做先导。

重点和难点3：主动作为，提升电站运行过程的调控能力

1）随着非水可再生能源接入比例的提高，电力监管和调度部门对光伏电站的考核趋于严格。以西北地区为例，2015版“发电厂并网运行管理实施细则”，对风电和光伏为代表的新能源场站未提出明确的考核要求；而新发布的“细则”中对图3所列指标均明确了单独的考核要求。

2）按照各地近两年发布的“发电厂并网运行管理实施细则”，多数光伏电站无法全面达到细则中的考核指标要求。特别在AGC和AVC控制及无功补偿方面。

任何情况下，保证供电和用电安全都排在第一位。光伏发电具有间歇性、波动大的特点，按照现有的系统配置及电站自身的调控能力，渗透率达到一定程度后，确实会对供用电安全造成威胁。

要想解决，一是电网企业要积极应对新能源发电高比例接入后所带来的挑战，特别对分布式电源接入密度较高的区域，在供电网络重构、电力调度方式及其他方面要打破即有束缚、用发展眼光，运用现代化技术手段，进一步提高电网的柔性和韧性，包括通过经济手段动态调节弹性用电负荷。

二是发电企业要主动作为，在系统设计和二次系统的配置方面要考虑电网安全稳定地运行的需要，并考虑利用储能及其他手段，对出力曲线进行自我调节（见图4例），使光伏发电由“紊”逐步向“稳”过渡。

需要特别强调的是：去补贴和平价前期，降本将是光伏电站建设的主旋律，需要注意的是，该省的省，不该少的一样不能少，特别在满足电力调度要求方面。另外，光伏发电要逐步打消“特权”思想，充分利用政策的窗口期，全方位地提高行业的竞争优势，以确保在未来的市场中立于不败之地。

重点和难点4：充分利用现代技术手段，提高系统事故预防及故障诊断和修复能力

1）近几年建成投运的多数电站，运行监控系统比较完善，包括组串、方阵、发电单元、电站等各层级的性能及并网特性的监测，但部分地存在“重性能和主体、轻安全和辅助”的情况；另外，有些电站的监测系统存在可靠性不够，监测仪表和通讯设备的抗干扰能力差、故障及接入数据的断点和漏点多、界面不友好等方面的问题。

2）除纳入调度管理的继保及其他安全自动化装置外，其他用于安全防范的自动控制系统，部分地存在整定值或阀值的设定考虑不周，运行中存在随意改动的情况；另外，实际运行中，部分地存在安全预警系统精度和可靠性不够，漏报或误报情况较多的问题。

3）旨在发现和解决问题的线上巡检，部分地存在形同虚设的情况，一是由于专业能力不够，缺少对系统及其设备故障做出判断的必要知识；二是系统及其设备的故障或异常状态的判定标准不系统、与实际不符，容易造成漏判或误判。

4）由于专业能力不足并缺少指导，加之管理不规范，有些运维的线下巡检，只能做一些简单的结构性缺损或站场条件的检查，发现和解决问题的能力不足，导致一致影响发电性能，包括危及系统安全的故障或隐患长期存在。

5）在故障诊断和处置方面，借鉴其他形式发电的经验和做法，交流侧已积累了比较丰富的经验，包括必要的标准支撑；在直流侧，对性能有影响的缺陷或故障的诊断和处理，经验积累还不够，还谈不上标准。

6）在故障的修复，特别是备件更换方面，还存在较多问题，特别是出质保后的电站。

需要特别提醒的是：

1）智能化运维、站场少人或无人值守是大势所趋，华为及其他少数开展监控系统开发和应用的单位，借助其多年深耕光伏系统的经验和其他方面的优势，在这方面已做了许多有益的工作。值得注意的是，有些单位打着人工智能、大数据、云计算的招牌，在缺少公认的基础模型和算法，包括数据积累的情况下，即推出所谓的智能系统，并不可取。

2）可以用日新月异来形容光伏发电的技术发展，但同时也给后期运维来一些问题，最突出的就是系统的可维护性、备件的兼容性和可互换性，需要从标准和设计层面解决这一问题。

总结：光伏行业的系统集成技术研究水平，远远滞后于设备制造技术水平，未来，行业需要做好两方面的问题：第一，目前行业存在制造端拉动的单边倾向，尚未实现系统应用于设备需求双向驱动、共同提高的格局;第二，系统端尚未形成“结果导向、全程控制、预防为主”的质量管控模式。对于安全问题，交谷太阳能技术工程师认为应该“宽严适度”，即完善各类安全标准，守住安全底线，谨防各类可能造成财产损失人身伤害的安全事故的发生。但从目前行业的发展情况来看，光伏行业还存在两点问题需要解决：第一，与电站安全有关的标准尚不够完善和系统，存在照搬、不接地气的情况，标准的整体水平有待提高;第二，少量电站为降低成本，设计和施工过程存在安全缩水的情况，我们要坚持‘安全为天，标准先行，加强监管，确保安全’，特别是我们工商业电站和户用系统。

最后是可扩性问题，交谷太阳能工程师认为光伏行业需要加强系统和设备各类缺陷的表现形式、影响类型和程度的研究，基于风险确定系统和设备的验收标准，宽严适度，既有利于性价比，又能满足运营期内的可靠性要求。目前没有或者存在轻微缺陷的组件，剔除测量不确定的影响，是可以兑现功率保证承诺的。

为了更有效的解决问题，上海交谷太阳能科技有限公司专门组建了智慧运维团队，有知名光伏企业任职并有行业多年经验的技术总工，任职交大电气工程系的首席科学家，10年以上电站安装运维经验的工程师。

四、交谷太阳能智慧运维能解决什么？

在电价下调，竞价上网的背景下光伏电站迎来微利时代，智能，高效，数据化运维方案能显著提高运维人员的工作效率，提高运营监管水平，减少运营期间的损失。电站的高效，智能，数据化运维将立足于降本增效，大大提高光伏发电的竞争力，加速平价上网。

发电量：常规化监视和故障信息反馈;快速的事件响应能力和消缺，这样能保证电站设备故障和缺陷在最短的时间里快速响应和处理，避免设备故障导致电站发电量下降，同时也保证了故障缺陷进一步恶化，保障电站资产长期安全。

最大化降低电站运营成本：光伏电站至少25年寿命甚至更长，也就说在这25年里，设备运行状况和人员的职业能力直接影响运营成本和收益，通过提升运维团队的管理能力和优化设备运行状况，使设备性能提升，同感合理的管控和快速反应，消缺，来提升我的发电量，把电站故障和日常损坏控制在局部范围能力内，保证电站出力最大。

规范化电站管理：建立完整的管理制度，有计划的电站巡检和备件物资管理，有规范化文件管理，有标准体系去执行，只有这样运维团队才会高效。

光伏电站运维与资产管理，前面我们讲到光伏电站一旦建成就是25年的固定资产，管理光伏电站便是管理资产，那么资产管理有哪些方面?长达25年的电站运营交给谁去做?