光伏電站運維及增值管理的研究

董 強

（廣東水電二局股份有限公司北方運維分公司，新疆維吾爾自治區 烏魯木齊 830000）

在我國光伏電站裝機容量不斷提升的形勢下，現階段光伏電站運營維護已經成為其重點工作內容，保證光伏資產的保值與增值、做好光伏電站的有效監控、系統效能分析、系統匹配優化以及故障快速解決等工作，是當前光伏電站運維管理工作中的重點內容，不斷提升運維管理工作效率，降低運維成本，并提升光伏電站發電效率，能夠促進光伏電站市場核心競爭力提高。為此，需要結合光伏電站的建設實際情況，對運維與增值管理措施進行優化，采用更加科學的運維與增值管理措施。

1 光伏電站運維管理簡要分析

光伏電站運維是確保光伏電站安全運行的基礎，需要采用科學的評估、預防性維護、周期性維護以及定期的設備性能檢測等方式，實現經濟有效地對光伏電站管理，保證光伏電站能夠安全、穩定以及高效運行，從而確保投資者的收益與回報，是光伏電站交易以及融資的重要前提。在全球光伏產業快速發展的背景下，光伏電站建設過程中的質量問題以及安全問題等頻繁發生，許多光伏發電站都在面臨著運維管理難題，包括光伏電站設計存在缺陷、設備質量存在問題以及施工建設不夠規范等，都對光伏電站運維管理工作產生很大影響。我國光伏電站建設發展速度較快，在國家政策的大力補貼下光伏產業得以快速發展，但是也出現了工程建設周期較短、建設質量較差等問題，導致光伏電站的質量以及運行安全性受到很大負面影響；光伏電站設計考慮不夠全面、采用質量較差的設備、施工人員技術水平不足以及施工時間較短等問題，導致光伏電站頻繁發生事故問題，如果光伏電站沒有得到科學的管控，勢必會產生更為嚴重的問題，對光伏電站項目的投資收益以及運行安全等十分不利，為此光伏電站需要作為運維以及增值管理工作，確保光伏電站整體建設質量，從而推動我國光伏發電產業發展。

2 當前光伏電站運維管理存在主要問題分析

當前我國正處于光伏電站建設高速發展階段，多項大型光伏電站項目相繼開始建設，但是結合部分光伏電站的建設實際情況來看，雖然對前期建設質量的重視程度不斷提升，但是存在著忽略后期運維管理工作的問題，特別是在設計、施工等環節，沒有全面考慮到光伏電站的運維需求，缺乏光伏電站運維措施與經驗。現階段，部分光伏電站在運維管理工作中還存在著如下問題：

（1）部分光伏電站在安全管理方面存在著嚴重的問題，從業人員專業性較差，沒有進行專業的職業技能培訓與指導，缺乏完善的安全意識，且沒有落實有效的安全監督管理工作，在該條件下導致光伏電站安全問題頻繁發生。光伏電站對于運行安全性具有較高的要求，需要保證光伏電站運行過程安全性，但是當前安全運維管理工作卻沒有得到充分的重視。

（2）在部分光伏電站運維工作中，一些管理人員缺乏管理經驗，且不具有專業的光伏電站管理能力，采用的管理模式不符合光伏電站的實際情況，運維方法缺少科學依據，專業能力不滿足光伏電站的運維實際需求，從而導致光伏電站運維管理工作存在較多的漏洞，是引起安全問題的主要因素。管理人員的專業能力，是保障光伏電站運維工作的基礎，但是當前部分管理人員的專業水平不高，在運維管理工作中缺乏科學依據，需要進一步強化管理人員專業水平。

（3）結合當前光伏電站的實際情況來看，尚未構建統一的標準、技術以及規范支持，光伏電站建設整體缺乏標準化的體系作為基礎，在不具有規范、標準的體系背景下，光伏電站運維管理工作就難以高效化開展。

（4）光伏電站在運維管理工作中，缺乏有效的預測方式，光伏電站運維效果預期難以得到有效評價，從而導致光伏電站管理工作出現問題，運維管理工作質量在不具有科學評估的情況下，工作質量無法得到保障，是引起運維管理工作缺陷的主要因素。

（5）光伏電站運維管理工作具有特殊性，為了保障光伏電站運維安全，需要采用預防性運維管理措施，但是當前許多光伏電站在預防性管理措施方面缺乏應用，光伏電站的運維管理工作一般發生在設備故障后，沒有采用科學的事前預防管理方法，光伏電站運維管理缺乏主動性，從而導致光伏電站安全問題以及設備故障問題等頻繁發生，嚴重影響光伏電站運行質量，需要在運維管理工作中落實預防性維護管理模式。

3 光伏電站運維與增值管理的有效措施分析

通過上文分析可以看出，運維與增值管理對于光伏電站建設具有重要作用，所以需要采用科學的運維管理措施，保證光伏電站安全、穩定且高效地運行。但是當前許多光伏電站在運維與增值管理工作中都存在著一定問題，導致光伏電站的管理工作需求無法得到滿足，需要采用更加科學有效的措施，做好光伏電站運維與增值管理優化工作。因此，結合相關實踐經驗，本文提出一站式運維與增值管理方法，具體應用方式包括如下幾項：

3.1 一站式運維與增值管理方式

現階段我國光伏電站存在著系統安裝布置分散、系統發電能效較低、故障解決效率較差以及運維方式不夠合理等問題，為了能夠促進光伏電站管理工作質量提高，需要將上述問題全部解決。一站式遠程光伏電站運維管理監控系統，具有能效分析、組件工作狀態監測、組串與逆變器匹配性監測、組件清潔度監測、故障預警與原因分析、系統匹配性分析以及運維工作記錄等多項功能，通過無線數據傳輸實現遠程監控目標，能夠及時向運維管理人員反饋真實、直觀且有效的系統信息與運維需求指令，從而實現光伏發電站的保值和增值。一站式運維與增值管理方式的具體內容如下表1所示。

表1 一站式運維與增值管理模式主要內容

3.2 組件表面清潔度評估

灰塵、鳥糞以及油污等會覆蓋在光伏電站機組組件表面，從而導致光照被遮擋，對光伏電站的發電效率會產生很大負面影響。例如，北方地區較為干旱且降雨較少，風沙較大，若不具有高效的清潔措施，光伏電站的發電效率則會快速下降，甚至會下降到常規50%左右，導致光伏電站的利用價值被嚴重影響。因此，需要做好光伏電站組件清潔度評估工作，為運維管理人員提供光伏電站組件的實際清潔度，確保運維人員能夠依據實際情況開展組件清潔工作。現階段，對于光伏組件的清潔度評價工作，基本上依靠人工觀察，無法有效評價灰塵、油污等光伏電站組件表面附著物對發電效率的影響程度，同時也難以合理安排光伏組件的清潔工作；在考慮到清潔工作成本與提升發電帶來的收益比較情況下，設置清潔度等級（0～100%），工作人員能夠按照光伏電站所處地區的特點以及實際需求，設置最佳的清潔度臨界點作為運維需求警告指標。光伏電站組件表面清潔度評價系統，包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、環境監測設備、光伏數據處理設備、運維管理中心以及通信電纜等，光伏數據處理設備利用螺栓固定在光伏電站組件下方的支座中，光伏數據處理設備內部安裝開關電源、交換機以及光伏數據處理設備；環境監測設備安裝在光伏電站內空曠且沒有遮擋的專用支座中，環境監測設備包括光照、風速、溫度以及濕度等傳感器，溫度傳感器、電壓傳感器以及電流傳感器固定在光伏電站組件的背板中；光伏數據處理設備中的開關電源利用導線對環境監測設備和數據處理設備供電，環境監測設備、溫度傳感器以及電壓傳感器等采集到的信息利用RS 485屏蔽雙絞線傳輸到光伏數據處理器中，光伏數據處理設備將數據進行集中分析與處理，通過交換機轉換后利用單模式光纖將信息傳輸到運維管理中心。

通過采用該系統，能夠代替大部分人工巡檢工作，有效降低光伏電站運維成本，并通過高精度傳感器技術的支持，能夠實現對光伏電站組件電壓、電流以及溫度等信息的監測，對比光伏組件的實際輸出功率和理想輸出功率，利用智能數據處理器進行處理與分析，向用戶終端運維管理中心反饋實時的光伏組件清潔度情況，從而依據實際情況實現指令輸送。

3.3 組件匹配性分析

因為光伏逆變器一般采用MPPT最大功率點的跟蹤控制方式，光伏電站同一個逆變器直流端口并聯的光伏組串電壓具有偏差，組串工作電壓之間存在相互影響，各個組串難以跟蹤到最大功率點，從而導致輸出功率降低，各組串無法實現最大功率跟蹤的目的。在運維管理中心內，設置光伏組串電壓偏差監控功能，能夠智能化分析組串電壓偏差代銷，并確定問題組串的編號，若某個組串和平均值偏差超過規范，就會向運維人員發出警告提醒，能夠幫助運維人員及時發現并解決故障問題，從而能夠提升光伏電站輸出效率。

3.4 光伏電站效率分析

影響光伏電站發電量的關鍵因素較多，具體因素如下表2所示。

表2 影響光伏電站發電能量的主要因素

光伏電站運維管理中心，能夠實時監測光伏工作狀態，對比實際值與理論值的偏差，對產生偏差的因素進行分析，判斷其是否處于可接受的正常范圍中，如果某一個影響因素超出了可接受范圍，監控系統就能夠發出警告提醒，及時通知運維管理人員，且提示可能存在的問題以及問題發生的具體位置。

3.5 不同安裝模式對比分析

運維管理中心能夠對多個不同區域的光伏電站進行監控，每個電站的安裝模式、地理環境以及系統配置等存在一定差異。運維管理中心能夠將各光伏電站的運維數據進行對比，如果存在偏差將會對其進行分析，從而得到產生偏差的主要原因，總結最優的系統配置、系統安裝方式以及運維管理模式，構成最終的評估報告，將其作為光伏電站運維、系統優化以及后續光伏項目的開發依據。

光伏運維管理中心中具有大數據存儲服務器，存儲光伏設備運行狀態數據以及運維管理數據，包括電壓、電流以及功率等參數；系統配置查詢與評估功能，管理人員能夠隨時調取任何時間段的歷史數據，通過和歷史數據的對比，將修正后的報告反饋給運維管理人員，管理人員能夠直觀地了解到光伏電站的實際情況，以報告作為依據進行光伏發電站的運維管理系統優化。

4 一站式光伏電站運維及增值管理模式的價值分析

通過對光伏電站能效優化方法、運維管理策略的理論方法分析，構建多種光伏電站運行模式實驗平臺，從而得到最佳的系統優化方法與運維方式。光伏電站運維中心能夠管理投資者自身持有的光伏電站，也可以代理管理其他業主委托管理的光伏電站，對管理的全部光伏電站采用一站式運維管理方式，結合在管理工作中積累的經驗以及運維工作報告，編制光伏電站運維管理規范體系，將其作為運維管理人員的培訓依據。通過采用一站式運維與增值管理方式，能夠全面提高光伏電站運維管理工作質量，從而促進光伏電站增值，提升光伏電站投資收益回報率，在光伏電站運維管理工作中具有重要的價值，能夠全面提升光伏電站運維管理工作質量，由此可以證明一站式運維管理模式具有良好的效果，可以在光伏電站管理中推廣使用。

5 結束語

文章簡要闡述了光伏電站運維工作的基本內涵，并對當前光伏電站運維管理工作中存在的主要問題進行分析，最后提出多項能夠促進光伏電站運維管理工作質量提升的措施，希望能夠對相關光伏電站運維管理工作起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提高運維與增值管理水平。