山路能源智能光伏

山路能源集團(tuán)總工程師 田勝利

個(gè)人簡(jiǎn)介：從事電力系統(tǒng)行業(yè)41年，有豐富的光伏電站建設(shè)和運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)任山路能源集團(tuán)總工程師

各位領(lǐng)導(dǎo)，各位同仁：上午好！

四月份在內(nèi)蒙的會(huì)議上，很多人都去參觀了我們的電站，以及和華為合作的營(yíng)維集控中心。對(duì)于智能光伏電站，大家有很多感想，前后去參觀的人數(shù)也非常多。

今天在深圳召開(kāi)這個(gè)營(yíng)維大會(huì)，我覺(jué)得首先這個(gè)題目取得非常好。前段時(shí)間，我們參加了很多會(huì)議。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的主題都是關(guān)于電站投資、電站建設(shè)的，運(yùn)維話題講的相對(duì)少一點(diǎn)。所以，這次的營(yíng)維會(huì)議，很有意義。

內(nèi)蒙古山路能源集團(tuán)，在內(nèi)蒙古不算太大的民營(yíng)企業(yè)，但是在從事光伏的民營(yíng)企業(yè)里面，當(dāng)前來(lái)講，我們的裝機(jī)容量相對(duì)比較大，目前光伏裝機(jī)并網(wǎng)容量達(dá)到511MW，其中將近250MW接入集控營(yíng)維中心。

經(jīng)過(guò)在光伏行業(yè)從事這么多年的經(jīng)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)在運(yùn)維中存在著這么幾個(gè)問(wèn)題：

1.如何提高發(fā)電量

光伏電站從一開(kāi)始設(shè)計(jì)、安裝開(kāi)始，就像一個(gè)初生的小孩，如果前面的設(shè)計(jì)、安裝工作沒(méi)做好，這個(gè)事情就已經(jīng)基本定性了，只能在后面運(yùn)維的過(guò)程中，把先天存在的問(wèn)題盡量通過(guò)后天彌補(bǔ)解決。最早我們采用集中式大機(jī)，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)，逆變器做的越大，出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)率就越大。第一，出現(xiàn)故障后，造成的發(fā)電量損失影響面非常大。我們集團(tuán)運(yùn)維人員，有個(gè)考核辦法：損失1度電，扣檢修部五毛錢。所以這個(gè)損失特別大。而且大型逆變器還有個(gè)問(wèn)題，出了故障我們玩不轉(zhuǎn)，因?yàn)楦骷矣屑夹g(shù)壁壘，只能原廠來(lái)修，現(xiàn)場(chǎng)干等。電站又比較偏遠(yuǎn)，一等，最少24小時(shí)，這算快的，最長(zhǎng)的更有30天，交通很不方便，坐完飛機(jī)，坐火車，再坐汽車，到了電站已經(jīng)耽誤了很長(zhǎng)時(shí)間，發(fā)電量損失有多大？所以，采用大機(jī)最不滿意的就是檢修部部長(zhǎng)，曾經(jīng)一個(gè)月扣過(guò)14萬(wàn)元。大家想想，就20多人的隊(duì)伍，14萬(wàn)元是啥概念？采用華為組串式方案后，最高興的還是那位檢修部部長(zhǎng)。因?yàn)榘l(fā)電量損失大大減少了，不用罰款了。所以發(fā)電量問(wèn)題，就這樣解決了。

再有就是大型逆變器的出力問(wèn)題，我們用過(guò)不少?gòu)S家的，有些廠家的散熱問(wèn)題解決的非常不好。IGBT模塊一直在工作在溫度70度以上，動(dòng)不動(dòng)就告警，告警了，就停止工作，很麻煩。

內(nèi)蒙在4、5月份有個(gè)比較頭痛的問(wèn)題，就是楊樹(shù)、柳樹(shù)特別多，有時(shí)候毛絮、灰塵就會(huì)順著排風(fēng)系統(tǒng)，進(jìn)入了逆變器內(nèi)部和IGBT里面，造成堵塞，影響散熱。剛才大家提到的西北地區(qū),最大的問(wèn)題就是大型沙塵暴。內(nèi)蒙有個(gè)說(shuō)法，叫刮風(fēng)1年只刮一次，從大年初一一直刮到大年三十晚上。所以灰塵成為了我們運(yùn)維最頭疼的問(wèn)題。想了很多辦法，包括迷宮式風(fēng)道，以及在逆變器房通風(fēng)口外面再加一層防塵隔離網(wǎng)，降低塵土進(jìn)入。但是網(wǎng)太細(xì)，風(fēng)量不夠，影響散熱。網(wǎng)的口徑間隙大一點(diǎn)，灰塵又會(huì)進(jìn)來(lái)。剛才黃河公司也提到，清掃一次，非常困難。前面剛掃完，后面還沒(méi)掃，灰塵又來(lái)了。最頭痛的就是4、5月份風(fēng)沙漫天飛，今年更麻煩，到6月還在刮風(fēng)，所以這都是影響發(fā)電量的因素。

但自從用了華為逆變器后，這個(gè)問(wèn)題就迎刃而解了。IP65的防護(hù)，維護(hù)量基本沒(méi)有了，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員減輕了很大的負(fù)擔(dān)。之前還要花錢雇人清掃逆變器房，現(xiàn)在不用了。剛才講了，今天會(huì)議主題是營(yíng)維，怎么把運(yùn)維的錢少花，降低運(yùn)維成本，這就是經(jīng)營(yíng)的理念。

2.如何降低運(yùn)維的投資

采用集控以后，剛才中電投也講到，運(yùn)維就能做到少人或無(wú)人值守。但是光伏電站不像變電站，除了無(wú)人值守外，還是需要人去維護(hù)。因此我們提出的口號(hào)是：無(wú)人值班，少人維護(hù)。以地區(qū)區(qū)域劃片，進(jìn)行集中管理。比如在半徑300KM以內(nèi)，幾個(gè)小時(shí)就能到達(dá)的區(qū)域，集中建立一個(gè)區(qū)域性維護(hù)操作隊(duì)伍。這樣可以有效提高人員利用率。降低人員投資。因?yàn)楝F(xiàn)在人員成本比較大，電站一般又在偏遠(yuǎn)地區(qū)，找工人不容易，找懂技術(shù)的就更難。工資低了，沒(méi)人去，差不多的，也被同行挖走了。現(xiàn)在光伏發(fā)展很迅猛，人員的需求量很大，人力成本也越來(lái)越高。比如我們100M電站站長(zhǎng)工資開(kāi)到2萬(wàn)1，但還是很難招人。內(nèi)蒙光伏發(fā)展也比較迅速，今年到年底要突破320萬(wàn)千瓦。發(fā)展速度非常快，但人員培養(yǎng)速度跟不上電站建設(shè)速度。所以集控很好的解決了專家人力使用的問(wèn)題。

3.如何提升運(yùn)維效率

之前我們項(xiàng)目中采用集中式方案，出了問(wèn)題后，不知道問(wèn)題在哪兒，然后拿個(gè)表，一塊一塊到處找。你想想，一個(gè)方陣，30多畝地，來(lái)回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)半天，故障還是沒(méi)發(fā)現(xiàn)。太陽(yáng)走了，就不回來(lái)了，這天的發(fā)電量就白白浪費(fèi)了，錢也沒(méi)了。不僅浪費(fèi)發(fā)電量，也浪費(fèi)了大量的人力。所以我們當(dāng)時(shí)就想，能監(jiān)測(cè)到每一個(gè)組串，范圍就小很多，故障定位就容易多了。

4.如何提升電站可靠性

剛才王斯成老師講的太對(duì)了（在過(guò)去的3-5年中，不光光伏組件過(guò)剩造成了低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，逆變器也同樣存在這樣的問(wèn)題，低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)必然帶來(lái)一些部件的質(zhì)量問(wèn)題，且部件質(zhì)量問(wèn)題占到整個(gè)故障率的50%；另外一個(gè)是電站的設(shè)計(jì)問(wèn)題，大概占到整個(gè)故障率的28%），現(xiàn)在，我們前三年建設(shè)的電站，開(kāi)始出問(wèn)題了。最近連續(xù)發(fā)生直流電纜著火。過(guò)去沒(méi)發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的嚴(yán)重性。現(xiàn)在問(wèn)題嚴(yán)重了，一著火，把直流電纜、交流電纜都燒毀了。為什么呢？就是因?yàn)榧惺椒桨福詈笏械闹绷鲄R流到一起，進(jìn)直流柜的時(shí)候，直流總電流將近1600A，有的到2000A，一根電纜不可能接入，必須3到4根并聯(lián)。我們的安裝水平，比起日本、德國(guó)，差較遠(yuǎn)，工程精細(xì)化程度也太低。幾根電纜并聯(lián)，雖然從理論上計(jì)算，截面積是夠了，但是因?yàn)椴⒙?lián)的電阻不一樣。造成的電流懸殊會(huì)很大，甚至兩線差距1倍還多。造成了部分單根線纜負(fù)荷特別重，產(chǎn)生絕緣老化甚至燒毀。而大家都知道，直流不過(guò)零點(diǎn)，不能斷弧，結(jié)果把后面的交流也一起給燒著了。幸虧用的是阻燃電纜，不然的話，就是火燒連營(yíng)，整個(gè)電站都燒起來(lái)了，一直燒到變壓器那兒了，這是一個(gè)非常危險(xiǎn)的事情。最近直流電纜起火的故障越來(lái)越多。在格爾木二期，前年做的項(xiàng)目，最近就連續(xù)發(fā)生2次類似故障引起的火災(zāi)。但用了組串逆變器后，交流匯集，沒(méi)有直流并聯(lián)電纜這一說(shuō)，所以不存在這個(gè)問(wèn)題。可靠性問(wèn)題，在設(shè)備選型和方案設(shè)計(jì)的時(shí)候，一定要慎重，否則后面就都是麻煩。現(xiàn)在，針對(duì)之前的大機(jī)項(xiàng)目，少則半個(gè)月，長(zhǎng)則1個(gè)月，對(duì)直流電纜電流必須進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)不平衡，立即重新檢修處理。也包括檢查接頭、壓接等問(wèn)題。所以，可靠性是對(duì)電站進(jìn)行評(píng)價(jià)的一個(gè)很重要參數(shù)，電站設(shè)備可靠性也應(yīng)該納入電站的評(píng)價(jià)體系中。

5.智能管理

電站的問(wèn)題肯定是不能避免的，就像人一樣，肯定要得病。人生病了，可以去醫(yī)院治療，那么電站的問(wèn)題，如何處理？智能化管理。

當(dāng)前進(jìn)入智能化階段的時(shí)間還不長(zhǎng)。剛才王老提了很多標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合專家的意見(jiàn)和實(shí)際運(yùn)維的經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為通過(guò)智能化遠(yuǎn)程管理，能夠更細(xì)更實(shí)更好的解決實(shí)際電站實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。比如可以把各個(gè)運(yùn)維單位的專家，經(jīng)營(yíng)人才集中使用，定位電站疑難問(wèn)題。就像北京現(xiàn)在不少大的醫(yī)院，如301，協(xié)和，可以通過(guò)遠(yuǎn)程會(huì)診，這是一個(gè)道理，可以很好的解決地域分散專家資源的問(wèn)題。

剛剛結(jié)合電站的運(yùn)維現(xiàn)狀，我們講了上述5個(gè)問(wèn)題。在使用組串式逆變器后，發(fā)現(xiàn)組件的故障率占的總百分比反而上升了，其他部件故障率在降，為什么呢？過(guò)去匯流箱的問(wèn)題、通信接口問(wèn)題是最突出的，還有剛才講的灰塵散熱引起的問(wèn)題。采用組串式后，這些部件都消失或者省掉了很多，也就不存在高故障率。那么剩下的只要把組件問(wèn)題解決了，整個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題也就解決一大半了。因?yàn)槠渌碾娖髟O(shè)備，相比過(guò)去，可靠性有很大提高，除非你當(dāng)時(shí)選的是低價(jià)劣質(zhì)產(chǎn)品，那就沒(méi)辦法了，如果按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)走，符合國(guó)家電器設(shè)備規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，不是單純的低價(jià)中標(biāo)，就不會(huì)有啥大問(wèn)題。

內(nèi)蒙地區(qū)地域遼闊，從東面到西面，長(zhǎng)4300KM。現(xiàn)在有些電站在運(yùn)行，有些在建。目前我們已經(jīng)并網(wǎng)511MW，在建288MW。根據(jù)我們3年多的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在找麻煩最多的還是以前建的站；由于地域比較遼闊，檢修人員每天都在奔波。不是飛機(jī)，就是汽車。東面用的組串式，相對(duì)而言好很多。但是在吉林的洮南地區(qū)，用的是大型逆變器，問(wèn)題出的比較多。

電力系統(tǒng)有個(gè)理念，就是回路上接的設(shè)備越多，故障就越多,安全系數(shù)越低，可靠性就越低。因?yàn)槊總€(gè)設(shè)備都可能是故障點(diǎn)。尤其是直流側(cè)，是經(jīng)常出問(wèn)題的地方。從兩個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，組串式要簡(jiǎn)單的多。組串逆變器最大特點(diǎn)就是把整個(gè)光伏系統(tǒng)的網(wǎng)簡(jiǎn)化了，組件直接接入逆變器，少了很多環(huán)節(jié)。

逆變器是光伏電站的心臟，逆變器的好壞，決定了電站的健康狀況和運(yùn)維能力。所以選逆變器，是非常關(guān)鍵的事情；通過(guò)3年多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，不斷總結(jié)，我們對(duì)組串式逆變器情有獨(dú)鐘。

另外，講到無(wú)線通信系統(tǒng)，剛才同景鄭部長(zhǎng)講到無(wú)線互相連接給農(nóng)光互補(bǔ)項(xiàng)目解決了很大問(wèn)題。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)或者山區(qū)電站，都是分布在不同地方或者地勢(shì)，無(wú)線方案不需要鋪設(shè)通信線纜。而華為的無(wú)線通信系統(tǒng)還給我們創(chuàng)造了更方便的條件。光伏電站有個(gè)很大問(wèn)題是，雖然電壓比較低，直流600-700V，交流低壓側(cè)也就是380-480V，但是地電壓特別高。大面積電纜使用，耦合電壓會(huì)非常高。弱電和強(qiáng)電一起使用，弱電系統(tǒng)就要出問(wèn)題。所以就好像人的神經(jīng)系統(tǒng)一旦出了問(wèn)題，動(dòng)作就不靈了。內(nèi)蒙古這么大區(qū)域，不僅是架設(shè)通信電纜，維修也很麻煩。尤其在東北，到了冬天，維修電纜更加困難。所以無(wú)線通信，很方便的解決了這些問(wèn)題。

還有就是無(wú)線通信安全問(wèn)題，大家比較關(guān)注。電力系統(tǒng)的人，有個(gè)毛病，要求通信可靠又可靠。我說(shuō)人家銀行都用無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)，非常安全，不怕把錢丟了，為啥光伏倒要擔(dān)心呢？無(wú)線系統(tǒng)可靠不可靠？我說(shuō)肯定可靠。銀行的錢都能通過(guò)無(wú)線，現(xiàn)在的通信安全技術(shù)這么發(fā)達(dá)，我們有啥擔(dān)心的呢？但是新的事物，有疑慮也是正常的。因此關(guān)于無(wú)線系統(tǒng)可靠性、互聯(lián)網(wǎng)可靠性，要和電力系統(tǒng)多交流，打消他們的疑慮。

這是乾華的電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)。組串逆變器潛能有多大，我給大家講講。夏至的第二天，電站裝機(jī)容量是100.4MW，結(jié)果我們撲捉到的最大供電功率是100.2MW。而且這個(gè)站的最大的發(fā)電量到了72萬(wàn)度一天，這是百M(fèi)電站一天發(fā)電量。日發(fā)電量超70萬(wàn)度的，可能在青海格爾木有。在內(nèi)蒙地區(qū)，這個(gè)光照每平米1200的地方，這個(gè)發(fā)電量是非常難得的。

這是我們實(shí)際的半年的發(fā)電量數(shù)據(jù)對(duì)比，組串式有3%的提升。到今年年底，我們把1年的發(fā)電量數(shù)據(jù)給華為，看看究竟發(fā)電量提升了多少。到時(shí)再做一個(gè)完整的匯報(bào)。華為可以做一個(gè)最真實(shí)的數(shù)據(jù)發(fā)布。用事實(shí)說(shuō)話。

我們現(xiàn)在有2個(gè)百M(fèi)W的電站，到年底，已經(jīng)運(yùn)行1年多后，還可以給華為一個(gè)數(shù)據(jù)，同樣百M(fèi)發(fā)電量，故障率的對(duì)比，包括由逆變器造成的故障率對(duì)比。從目前來(lái)看，組串逆變器的故障率基本為0。所以太陽(yáng)給我們的恩惠，我們?nèi)~接收了，那就是我們的財(cái)富。如果損失了，那就是浪費(fèi)了。內(nèi)蒙人有句話，省下的就是掙下的。包括王老剛提到的灰塵遮擋問(wèn)題，不僅算數(shù)，還要算錢。比如智能組件清洗，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，給出組件最佳清洗建議，使組件清洗收益最大化。通過(guò)智能的營(yíng)維和合理的方案，我們就能把大自然恩賜給我們的，更多的接收下來(lái)。

智能營(yíng)維云中心帶來(lái)了運(yùn)維模式的轉(zhuǎn)變。按照剛才王老提的標(biāo)準(zhǔn)，加上電力系統(tǒng)的管理標(biāo)準(zhǔn)，再把專家分析系統(tǒng)也納進(jìn)來(lái)，將工作做的更細(xì)，更完善。集團(tuán)的統(tǒng)一管理，是我們將來(lái)的發(fā)展目標(biāo)。管理模式要向集中式管理發(fā)展，這也是光伏和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的一個(gè)方向。華為很早就摸到了這個(gè)脈搏，先行了一步，我們下一步，將和華為繼續(xù)合作，將集團(tuán)統(tǒng)一管理系統(tǒng)做的更完善，更智能化。就像中醫(yī)一樣，未病先治，消除隱患，預(yù)防第一。

對(duì)電站的安全管理。操作都是集控中心發(fā)布命令，實(shí)時(shí)監(jiān)督。用有限的技術(shù)力量，把住了電站安全的關(guān)口。電站運(yùn)行最怕的問(wèn)題，就是誤操作。防止誤操作最好的辦法，就是實(shí)時(shí)的監(jiān)督。依靠集控中心，保障電站的操作不出現(xiàn)誤操作。我們營(yíng)維中心運(yùn)行半年多，配合電業(yè)局，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督，確保操作無(wú)誤。集中式管理最大的好處把有限的力量，擴(kuò)展到更廣的服務(wù)范圍。

電站經(jīng)營(yíng)APP，電站管理者隨時(shí)能通過(guò)手機(jī)，監(jiān)控每個(gè)電站的運(yùn)營(yíng)情況。這套系統(tǒng)，領(lǐng)導(dǎo)喜歡，看到運(yùn)營(yíng)數(shù)字很高興。因?yàn)槟莻€(gè)數(shù)字一直在蹦，就像我們老板形象的比喻，這個(gè)是錢在蹦。通過(guò)這個(gè)APP，管理者能隨時(shí)看到電站的發(fā)電量和收益。

最近，注意到網(wǎng)上有一篇關(guān)于逆變器諧振的文章。該文章還舉例說(shuō)，二戰(zhàn)時(shí)候，德國(guó)士兵過(guò)橋時(shí)候，齊步走，把橋振塌了，所以這是不是問(wèn)題呢？這個(gè)文章，我全看完了，我也回了句話。我說(shuō)不懂，就不要講。電力系統(tǒng)的諧振和文章中說(shuō)的過(guò)橋共振原理上根本不是一回事。電力系統(tǒng)的諧振是指如電容、電感，電器元件參數(shù)的諧振。所以對(duì)組串問(wèn)題的質(zhì)疑，隨著組串逆變器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，時(shí)間的積累，一切質(zhì)疑聲，都會(huì)慢慢的像潮水一樣消退。用我們不可辯駁的事實(shí)，來(lái)證實(shí)這個(gè)問(wèn)題。我們現(xiàn)在用的百M(fèi)W的組串式項(xiàng)目，到現(xiàn)在從未出現(xiàn)過(guò)諧振問(wèn)題，我們也請(qǐng)內(nèi)蒙電科院的人來(lái)檢測(cè)，也沒(méi)出現(xiàn)過(guò)所謂的諧振，指標(biāo)非常好。我們馬上8月底120MW要進(jìn)行并網(wǎng)，如果大家有興趣，可以去我們電站看看，究竟有沒(méi)有問(wèn)題？

過(guò)兩天，是我們內(nèi)蒙最好的時(shí)間，歡迎到內(nèi)蒙草原來(lái)，我的發(fā)言到此結(jié)束，謝謝！