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在自然環(huán)境、電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和電站布局等因素以外，投入運(yùn)營后電站的維護(hù)和監(jiān)測也是電站方案設(shè)計(jì)的必要考慮因素，對電站未來的收益增長、資產(chǎn)評估、風(fēng)險(xiǎn)控制有重要意義。

業(yè)內(nèi)對光伏電站技術(shù)提升的關(guān)注多集中在電站初期方案選擇、設(shè)備技術(shù)參數(shù)和功能提升的框架內(nèi)，而對電站25年運(yùn)營的精細(xì)化管理、維護(hù)和監(jiān)測則聚焦較少。除去未來方案路線革命性突破，設(shè)備轉(zhuǎn)換效率大幅提升所帶來的產(chǎn)業(yè)變革，電站維護(hù)和監(jiān)測所帶來的成本和收益，將成為電站差異化所在。

電站維護(hù)，除了常規(guī)的產(chǎn)品巡檢、故障判斷、設(shè)備維修或更換以外，根據(jù)電網(wǎng)法規(guī)要求或電站監(jiān)測管理要求進(jìn)行設(shè)備升級也必須納入考慮之中。這些維護(hù)工作，都與電站設(shè)備數(shù)量，及分布集中程度密切相關(guān)。特別是保質(zhì)期過后的電站維護(hù)，隨著人力成本的不斷提升，國內(nèi)光伏電站維護(hù)工時(shí)成本將向國外電站靠近，在運(yùn)營成本中占比大幅提升。

電站監(jiān)測管理平臺的建設(shè)和升級，是保持電站良好發(fā)電狀態(tài)，快速定位精準(zhǔn)分析故障的必要手段，也將降低常規(guī)產(chǎn)品巡檢等設(shè)備售后服務(wù)的工時(shí)投入，是光伏電站重要的差異化內(nèi)容之一。

如何保證高品質(zhì)的監(jiān)測和維護(hù)分析呢？筆者以為，以下幾個方面不容忽視：

第一，工業(yè)級的數(shù)據(jù)采集設(shè)備保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。

比如，數(shù)據(jù)采集設(shè)備除具備保證數(shù)據(jù)在斷網(wǎng)斷電環(huán)境下自動保存7~30天數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳等高標(biāo)準(zhǔn)功能配置外，設(shè)備所選用電子元器件的耐溫范圍在-40℃~80℃，保證極端環(huán)境下設(shè)備的使用周期。


此外平均失效間隔(MTBF)、平均恢復(fù)時(shí)間(MTTR)、平均無故障時(shí)間(MTTF)有更嚴(yán)格的規(guī)范性要求，其中MTBF≥10年。同時(shí)經(jīng)過高低溫循環(huán)老化測試且平均產(chǎn)品不良率需達(dá)到0.01%以下。只有這樣的設(shè)備才適用于具有20多年壽命周期的光伏發(fā)電系統(tǒng)。

第二，安全冗余的靈活通訊方式保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。

在異常情況下，數(shù)采設(shè)備自動啟動冗余備份的WL通訊模塊與監(jiān)測系統(tǒng)常規(guī)網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)構(gòu)成多冗余通訊方式。同時(shí)，內(nèi)部局域網(wǎng)的通訊設(shè)備可提供多種安全防護(hù)，包括WEP 64/128/152-bit WEP、WPA及WPA2等加密技術(shù)；并能自行設(shè)定開關(guān)SSID廣播，MAC address過濾，確保局域網(wǎng)內(nèi)部安全。

數(shù)據(jù)的安全無虞是電站運(yùn)行維護(hù)、效率優(yōu)化，甚至資產(chǎn)評估交易及金融運(yùn)作的基礎(chǔ)和先決條件。

第三，"治未病"的運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)保證系統(tǒng)健康永續(xù)。蓛運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)保證系統(tǒng)健康永續(xù)。

大量的電站運(yùn)維數(shù)據(jù)顯示：分布式光伏電站在設(shè)備停機(jī)或失效前較長一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)產(chǎn)出效率高頻率不達(dá)標(biāo)的“灰色區(qū)域”。如果對處在“灰色區(qū)域”的設(shè)備不予以正確的干預(yù)，設(shè)備將步入失效停機(jī)的“紅色區(qū)域”。對“灰色區(qū)域”的設(shè)備進(jìn)行低成本的有效維護(hù)和消缺，異曲同工于預(yù)防哲學(xué)“治未病”的理念，只有如此，才能夠保證電站的高效運(yùn)行周期最長，停機(jī)等待時(shí)間最短，從而保證系統(tǒng)全壽命周期產(chǎn)出最大化。

第四，高精準(zhǔn)的故障定位報(bào)警系統(tǒng)保證高效率的修復(fù)消缺。

針對光伏發(fā)電這種能源密度較低的能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來說，依靠有限的人力來排查大面積物理區(qū)域內(nèi)設(shè)備故障是非常不現(xiàn)實(shí)的事情，而不精準(zhǔn)的故障定位報(bào)警無異于每天上演“狼來了”直到現(xiàn)場運(yùn)維人員松懈麻痹，然后狼真的來了。

通過運(yùn)用邏輯定位編碼系統(tǒng)來做設(shè)備統(tǒng)一編碼，同時(shí)輔以主數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對發(fā)電單元進(jìn)行設(shè)備樹形子從關(guān)系關(guān)聯(lián)，采用多向定位追蹤方式進(jìn)行設(shè)備定位配合設(shè)備常規(guī)或預(yù)防性報(bào)警對設(shè)備報(bào)警進(jìn)行優(yōu)先度分級。以確保最緊急最重要的設(shè)備故障在第一時(shí)間內(nèi)獲得排查消缺，降低平均故障修復(fù)時(shí)間，提高無故障運(yùn)行時(shí)間，最大限度保證系統(tǒng)的產(chǎn)出效率。

綜上所述，在當(dāng)前光伏發(fā)電發(fā)展的行業(yè)水平來看，從風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)處理來避免問題的發(fā)生和惡化，從問題發(fā)生的當(dāng)下第一時(shí)間將問題真因找出并解決問題防止再發(fā)。針對發(fā)生故障的運(yùn)行中設(shè)備，維護(hù)時(shí)間對電站發(fā)電收益有直接關(guān)系。

包括故障排除時(shí)間、設(shè)備故障率、設(shè)備維護(hù)人工及器件成本、發(fā)電量損失等因素在內(nèi)，特別在是幾年質(zhì)保期之后故障頻率相對較高的電站運(yùn)行時(shí)期，電站的盈利能力受監(jiān)測和運(yùn)維水平制約的程度會日益突顯，因此，選擇高品質(zhì)的監(jiān)測和運(yùn)維系統(tǒng)是電站投資回報(bào)的重要保障。

案例說明

以某電力公司地處蘇北地區(qū)的分別分布在江蘇省內(nèi)的宿遷市沭陽縣、連云港市新浦開發(fā)區(qū)、宿遷市泗洪縣、淮安市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的光伏電站群為例，該項(xiàng)目在做高品質(zhì)的監(jiān)測和運(yùn)維系統(tǒng)改造之前，存在著如下問題：

1、光伏電站整體實(shí)際發(fā)電量達(dá)不到設(shè)計(jì)發(fā)電量，近一年來徘徊在設(shè)計(jì)發(fā)電量的70%左右；

2、采用逆變器自帶的監(jiān)控系統(tǒng)，逆變器廠家不是一家供貨，造成單個電站中有多個監(jiān)控系統(tǒng)并行但是互相不兼容；品質(zhì)程度也參差不齊，無法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理；

3、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定，逆變器出現(xiàn)問題無法及時(shí)得知，甚至停機(jī)狀態(tài)無法有效監(jiān)控，沒有達(dá)到維護(hù)的最低要求；

4、運(yùn)維水平受人員技能水準(zhǔn)限制，個別監(jiān)控系統(tǒng)組串和組件不發(fā)電時(shí)甚至無人知曉，甚至造成局部組件燒毀。在該項(xiàng)目通過改造各個電站的通訊鏈路和統(tǒng)一采用高品質(zhì)的數(shù)采設(shè)備，同時(shí)，輔以具有預(yù)防性電站運(yùn)行維護(hù)和故障診斷專家?guī)祛A(yù)報(bào)警系統(tǒng)的SEOC數(shù)字化遠(yuǎn)程集中運(yùn)維管理平臺，使該電站在無人化值守的前提下，電站整體效率提升12.3%。由于系統(tǒng)優(yōu)化還在持續(xù)進(jìn)行中，該電站的整體效率有望能夠進(jìn)一步大幅提升。同時(shí)，目前該電站清晰明了的數(shù)字化監(jiān)測和運(yùn)維系統(tǒng)使之具備資產(chǎn)評估交易的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。