当今光伏电站的运维现状与精细化的必然之路

2023-04-28 11:40:39

镇江荣昱精电科技有限公司高级工程师文庭荣

　　我国大规模建设光伏电站已有十多年的时间，光伏电站运维是电站经济效益的掌控者，然而十多年来，电站运维普遍没有发挥出应有的作用，几乎仍停留在初级阶段，这样说并不是否定电站运维团队和运维人员的功绩，相反电站运维团队的工作越做越多，电站运维人员也是越来越辛苦，只是这些繁多的工作并没能显著阻挡电站发电能力的下降，究其原因是电站运维没能抓住要害，所做的工作顾此失彼。

　　一、当今光伏电站的运维现状

　　光伏电站的经济效益来源于多发电，影响发电的因素除了天气环境因素和电网限发外，就是设备因素，设备因素可以划分为两类，一类是光伏组件，一类是除光伏组件以外的其他各种设备，这两类设备故障形式不同，对年发电量的影响也不同。

　　先谈谈除光伏组件以外的其他各种设备，这些设备的特点是要么故障停运了，要么完好运行，很容易被发现，这类设备故障是按照设备作用范围的大小全部影响发电，例如一台箱变，如果故障停运，就会使得该箱变下所有设备停运，停运期间电量损失颇大，但一台箱变一旦故障停运，就能立即被发现，全力抢修或更换，只不过一天到几天时间，损失的发电量在全年的发电量中占比并不高。当然，如果拖延对故障设备的抢修，会使电量损失变大，今天的光伏电站运维在对付此类故障的处理方面已经比较优良，能够做到及时发现故障，及时处理小故障，对大故障及时报修，快速响应，做得好的运维团队甚至已经能够自己动手对一些设备较大故障进行维修抢修，积极抢夺发电时间。

　　再谈谈光伏组件，光伏组件是电能的来源，一块光伏组件功率不大，要达到一定容量规模，需要大批组件，例如一个50MWp的光伏电站就需要十几到二十万块光伏组件，君不见一个稍大一点的光伏电站，漫山遍野都安装着光伏组件，这么多光伏组件通过串并联的方式运行，它们的状况决定着电站的发电效率，它们才是光伏电站发电量的关键。

　　光伏组件具有和其他设备不同性质的故障形式：1、非直接故障性，光伏组件很少存在完全损坏的的现象，大多是高衰减低效率，仍能发电，但发电效率低下;2、牵连放大性，一块光伏组件损坏或发电效率低下，在串并联的作用下，会拖累整个组串，使整个组串发电功率下降，其发电损失远不止单块组件的发电损失;3、隐秘性，绝大多数光伏组件效率已严重下降但外部并无表象，笔者用“低效光伏组件查找仪”在电站现场查找出的低效光伏组件大多如此，甚至一些发电功率已为“零”的组件，从外观上也看不出丝毫异常，相反一些表面已损坏的光伏组件发电却正常，笔者曾在陕西榆林一光伏电站中发现两块背板破裂和一块被高压铁塔掉落螺丝击碎表面玻璃的组件，用低效组件查找仪对其测量，发现它们发电功率仍正常。

　　由于光伏组件故障特点多为低效，光伏组件数量又太多，技术上不可能对每块组件都做监控，所以光伏组件问题很难被发现，这些问题组件便长期“潜伏”影响着发电，随着电站运行时间推移，电站中的低效组件会越来越多，电站的发电能力也会越来越低。电站现场低效组件查找实践告诉笔者，所有光伏电站中都存在着数量不等的低效组件，投运时间越长的电站，低效组件越多。

　　正是因为光伏组件这种故障特性，容易使人们对它们的影响产生忽视，对于光伏电站的业主来说，他们可能看不到低效组件对发电的影响，他们能看到的只是主设备故障停运所带来的发电损失，对此他们很刺痛很认真，一台逆变器故障停运几天，要向运维团队追责，而对于光伏组件的低效带来的发电损失，却很麻木。殊不知一定数量的低效光伏组件对全年发电量的损失更大，一个50MWp的光伏电站，一台500kW的逆变器停运一年那还得了?但全站低效光伏组件使发电功率损失0.5MW可能没什么感觉，可发电功率损失0.5MW和一台逆变器停用一年的损失是一样的，而50Mwp的电站低效组件损失0.5MW那是太寻常了。

　　对于光伏电站的运维团队来说，有一些运维团队还和业主是同样的认识，但大部分运维团队都已经认识到低效光伏组件对发电的影响，也希望能通过一种简单的方法把电站中的低效光伏组件查找出来，笔者作为光伏电站运维和运维管理的先行者，当时就苦于没有一种查找低效组件的仪器，经过数年的努力，笔者研制出了低效光伏组件查找仪，现在在现场查找低效光伏组件当然就是非常简单的事了。但即便运维团队清楚地知道有了低效光伏组件查找仪就可以轻松地将电站中的低效光伏组件查找出来，但也不愿意主动积极地实施，其原因是，光伏电站的运维大多是委托给第三方运维公司，业内普遍施行的是低价中标，由于竞争，运维公司能拿到的运维费用只够支持电站粗放管理，如果把查找电站中的低效组件工作做起来，一要购置查找仪，需要费用，二要增加运维工作量;即便运维公司愿意花钱购置查找仪，积极查找低效光伏组件，但也不一定能够得到业主的肯定和奖励，笔者曾带着低效组件查找仪为一家光伏电站免费做几个组串查找，每个组串都查找出来三块以上的较为严重的低效光伏组件，有两个被查的组串中在负极侧有6块组件严重低效(这是发生了PID衰减)，运维人员感到很震惊，而业主代表却对此无动于衷，反而关心“取电刺针刺进引线”这样的枝节问题。

　　二、精细化运维是今后光伏电站运维的必然之路

　　人们对任何事物的认识都要经历由浅到深、由粗到细、由表到里的过程，光伏电站的运维精细化就是不仅要注重像主设备这种故障表象明显的设备运行可靠性，更要注重光伏组件这种故障表象不明显的设备运行可靠性。

　　光伏电站的业主在经过长时间的管理实践后，会逐渐产生认识，一旦光伏电站的业主真正认识到了光伏电站中总有一些组件会不断超常规衰减而变为低效组件，对发电量产生较大的影响，就会主导运维团队精细化运维，在电站运维招标时就会提出要求，在电站运维管理中，更会注重检查和考核，这是一个必然。

　　在光伏电站业主的要求下，光伏电站的运维公司必须响应，仪器、能力、执行力都必须具备，否则就会被淘汰出局，这也是一个必然。

　　笔者认为，光伏电站运维公司应提前做好准备，因为一旦业主觉醒主导运维精细化，无备的运维公司就会措手不及而被淘汰。相反，如果有某家运维公司在众多运维公司还未认识到或虽已认识到但还在看风向时就把运维精细化做得风生水起，该运维公司无论规模大小，都必将成为行业标杆而立于不败之地。