在自然環(huán)境、電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和電站布局等因素以外,投入運營后電站的維護(hù)和監(jiān)測也是電站方案設(shè)計的必要考慮因素,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)工時成本將向國外電站靠近,在運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)實現(xiàn)斷點續(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)時間(MTTR)、平均無故障時間(MTTF)有更嚴(yán)格的規(guī)范性要求,其中MTBF≥10年。同時經(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,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行維護(hù)、效率優(yōu)化,甚至資產(chǎn)評估交易及金融運作的基礎(chǔ)和先決條件。
第三,"治未病"的運行維護(hù)系統(tǒng)保證系統(tǒng)健康永續(xù)。
大量的電站運維數(shù)據(jù)顯示:分布式光伏電站在設(shè)備停機或失效前較長一段時間內(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行周期最長,停機等待時間最短,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)實的事情,而不精準(zhǔn)的故障定位報警無異于每天上演“狼來了”直到現(xiàn)場運維人員松懈麻痹,然后狼真的來了。
通過運用邏輯定位編碼系統(tǒng)來做設(shè)備統(tǒng)一編碼,同時輔以主數(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)防性報警對設(shè)備報警進(jìn)行優(yōu)先度分級。以確保最緊急最重要的設(shè)備故障在第一時間內(nèi)獲得排查消缺,降低平均故障修復(fù)時間,提高無故障運行時間,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)生故障的運行中設(shè)備,維護(hù)時間對電站發(fā)電收益有直接關(guān)系。
包括故障排除時間、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行時期,電站的盈利能力受監(jiān)測和運維水平制約的程度會日益突顯,因此,選擇高品質(zhì)的監(jiān)測和運維系統(tǒng)是電站投資回報的重要保障。
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