山路能源智能光伏

山路能源集團總工程師 田勝利

個人簡介：從事電力系統行業41年，有豐富的光伏電站建設和運維管理經驗，現任山路能源集團總工程師

各位領導，各位同仁：上午好！

四月份在內蒙的會議上，很多人都去參觀了我們的電站，以及和華為合作的營維集控中心。對于智能光伏電站，大家有很多感想，前后去參觀的人數也非常多。

今天在深圳召開這個營維大會，我覺得首先這個題目取得非常好。前段時間，我們參加了很多會議。發現大多數的主題都是關于電站投資、電站建設的，運維話題講的相對少一點。所以，這次的營維會議，很有意義。

內蒙古山路能源集團，在內蒙古不算太大的民營企業，但是在從事光伏的民營企業里面，當前來講，我們的裝機容量相對比較大，目前光伏裝機并網容量達到511MW，其中將近250MW接入集控營維中心。

經過在光伏行業從事這么多年的經驗，我們發現在運維中存在著這么幾個問題：

1.如何提高發電量

光伏電站從一開始設計、安裝開始，就像一個初生的小孩，如果前面的設計、安裝工作沒做好，這個事情就已經基本定性了，只能在后面運維的過程中，把先天存在的問題盡量通過后天彌補解決。最早我們采用集中式大機，但是后來發現，逆變器做的越大，出現問題的機率就越大。第一，出現故障后，造成的發電量損失影響面非常大。我們集團運維人員，有個考核辦法：損失1度電，扣檢修部五毛錢。所以這個損失特別大。而且大型逆變器還有個問題，出了故障我們玩不轉，因為各家有技術壁壘，只能原廠來修，現場干等。電站又比較偏遠，一等，最少24小時，這算快的，最長的更有30天，交通很不方便，坐完飛機，坐火車，再坐汽車，到了電站已經耽誤了很長時間，發電量損失有多大？所以，采用大機最不滿意的就是檢修部部長，曾經一個月扣過14萬元。大家想想，就20多人的隊伍，14萬元是啥概念？采用華為組串式方案后，最高興的還是那位檢修部部長。因為發電量損失大大減少了，不用罰款了。所以發電量問題，就這樣解決了。

再有就是大型逆變器的出力問題，我們用過不少廠家的，有些廠家的散熱問題解決的非常不好。IGBT模塊一直在工作在溫度70度以上，動不動就告警，告警了，就停止工作，很麻煩。

內蒙在4、5月份有個比較頭痛的問題，就是楊樹、柳樹特別多，有時候毛絮、灰塵就會順著排風系統，進入了逆變器內部和IGBT里面，造成堵塞，影響散熱。剛才大家提到的西北地區,最大的問題就是大型沙塵暴。內蒙有個說法，叫刮風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維最頭疼的問題。想了很多辦法，包括迷宮式風道，以及在逆變器房通風口外面再加一層防塵隔離網，降低塵土進入。但是網太細，風量不夠，影響散熱。網的口徑間隙大一點，灰塵又會進來。剛才黃河公司也提到，清掃一次，非常困難。前面剛掃完，后面還沒掃，灰塵又來了。最頭痛的就是4、5月份風沙漫天飛，今年更麻煩，到6月還在刮風，所以這都是影響發電量的因素。

但自從用了華為逆變器后，這個問題就迎刃而解了。IP65的防護，維護量基本沒有了，現場運維人員減輕了很大的負擔。之前還要花錢雇人清掃逆變器房，現在不用了。剛才講了，今天會議主題是營維，怎么把運維的錢少花，降低運維成本，這就是經營的理念。

2.如何降低運維的投資

采用集控以后，剛才中電投也講到，運維就能做到少人或無人值守。但是光伏電站不像變電站，除了無人值守外，還是需要人去維護。因此我們提出的口號是：無人值班，少人維護。以地區區域劃片，進行集中管理。比如在半徑300KM以內，幾個小時就能到達的區域，集中建立一個區域性維護操作隊伍。這樣可以有效提高人員利用率。降低人員投資。因為現在人員成本比較大，電站一般又在偏遠地區，找工人不容易，找懂技術的就更難。工資低了，沒人去，差不多的，也被同行挖走了。現在光伏發展很迅猛，人員的需求量很大，人力成本也越來越高。比如我們100M電站站長工資開到2萬1，但還是很難招人。內蒙光伏發展也比較迅速，今年到年底要突破320萬千瓦。發展速度非常快，但人員培養速度跟不上電站建設速度。所以集控很好的解決了專家人力使用的問題。

3.如何提升運維效率

之前我們項目中采用集中式方案，出了問題后，不知道問題在哪兒，然后拿個表，一塊一塊到處找。你想想，一個方陣，30多畝地，來回轉，轉半天，故障還是沒發現。太陽走了，就不回來了，這天的發電量就白白浪費了，錢也沒了。不僅浪費發電量，也浪費了大量的人力。所以我們當時就想，能監測到每一個組串，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了（在過去的3-5年中，不光光伏組件過剩造成了低價競爭，逆變器也同樣存在這樣的問題，低價競爭必然帶來一些部件的質量問題，且部件質量問題占到整個故障率的50%；另外一個是電站的設計問題，大概占到整個故障率的28%），現在，我們前三年建設的電站，開始出問題了。最近連續發生直流電纜著火。過去沒發現這個問題的嚴重性。現在問題嚴重了，一著火，把直流電纜、交流電纜都燒毀了。為什么呢？就是因為集中式方案，最后所有的直流匯流到一起，進直流柜的時候，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。我們的安裝水平，比起日本、德國，差較遠，工程精細化程度也太低。幾根電纜并聯，雖然從理論上計算，截面積是夠了，但是因為并聯的電阻不一樣。造成的電流懸殊會很大，甚至兩線差距1倍還多。造成了部分單根線纜負荷特別重，產生絕緣老化甚至燒毀。而大家都知道，直流不過零點，不能斷弧，結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，整個電站都燒起來了，一直燒到變壓器那兒了，這是一個非常危險的事情。最近直流電纜起火的故障越來越多。在格爾木二期，前年做的項目，最近就連續發生2次類似故障引起的火災。但用了組串逆變器后，交流匯集，沒有直流并聯電纜這一說，所以不存在這個問題。可靠性問題，在設備選型和方案設計的時候，一定要慎重，否則后面就都是麻煩。現在，針對之前的大機項目，少則半個月，長則1個月，對直流電纜電流必須進行測試，發現不平衡，立即重新檢修處理。也包括檢查接頭、壓接等問題。所以，可靠性是對電站進行評價的一個很重要參數，電站設備可靠性也應該納入電站的評價體系中。

5.智能管理

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

當前進入智能化階段的時間還不長。剛才王老提了很多標準，結合專家的意見和實際運維的經驗，我們認為通過智能化遠程管理，能夠更細更實更好的解決實際電站實際現場問題。比如可以把各個運維單位的專家，經營人才集中使用，定位電站疑難問題。就像北京現在不少大的醫院，如301，協和，可以通過遠程會診，這是一個道理，可以很好的解決地域分散專家資源的問題。

剛剛結合電站的運維現狀，我們講了上述5個問題。在使用組串式逆變器后，發現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？過去匯流箱的問題、通信接口問題是最突出的，還有剛才講的灰塵散熱引起的問題。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題解決了，整個系統的問題也就解決一大半了。因為其他的電器設備，相比過去，可靠性有很大提高，除非你當時選的是低價劣質產品，那就沒辦法了，如果按照國家標準走，符合國家電器設備規范標準，不是單純的低價中標，就不會有啥大問題。

內蒙地區地域遼闊，從東面到西面，長4300KM。現在有些電站在運行，有些在建。目前我們已經并網511MW，在建288MW。根據我們3年多的運維經驗，現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，就是汽車。東面用的組串式，相對而言好很多。但是在吉林的洮南地區，用的是大型逆變器，問題出的比較多。

電力系統有個理念，就是回路上接的設備越多，故障就越多,安全系數越低，可靠性就越低。因為每個設備都可能是故障點。尤其是直流側，是經常出問題的地方。從兩個系統來看，組串式要簡單的多。組串逆變器最大特點就是把整個光伏系統的網簡化了，組件直接接入逆變器，少了很多環節。

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維能力。所以選逆變器，是非常關鍵的事情；通過3年多的運行經驗，不斷總結，我們對組串式逆變器情有獨鐘。

另外，講到無線通信系統，剛才同景鄭部長講到無線互相連接給農光互補項目解決了很大問題。因為農業或者山區電站，都是分布在不同地方或者地勢，無線方案不需要鋪設通信線纜。而華為的無線通信系統還給我們創造了更方便的條件。光伏電站有個很大問題是，雖然電壓比較低，直流600-700V，交流低壓側也就是380-480V，但是地電壓特別高。大面積電纜使用，耦合電壓會非常高。弱電和強電一起使用，弱電系統就要出問題。所以就好像人的神經系統一旦出了問題，動作就不靈了。內蒙古這么大區域，不僅是架設通信電纜，維修也很麻煩。尤其在東北，到了冬天，維修電纜更加困難。所以無線通信，很方便的解決了這些問題。

還有就是無線通信安全問題，大家比較關注。電力系統的人，有個毛病，要求通信可靠又可靠。我說人家銀行都用無線互聯網，非常安全，不怕把錢丟了，為啥光伏倒要擔心呢？無線系統可靠不可靠？我說肯定可靠。銀行的錢都能通過無線，現在的通信安全技術這么發達，我們有啥擔心的呢？但是新的事物，有疑慮也是正常的。因此關于無線系統可靠性、互聯網可靠性，要和電力系統多交流，打消他們的疑慮。

這是乾華的電站發電量統計的數據。組串逆變器潛能有多大，我給大家講講。夏至的第二天，電站裝機容量是100.4MW，結果我們撲捉到的最大供電功率是100.2MW。而且這個站的最大的發電量到了72萬度一天，這是百M電站一天發電量。日發電量超70萬度的，可能在青海格爾木有。在內蒙地區，這個光照每平米1200的地方，這個發電量是非常難得的。

這是我們實際的半年的發電量數據對比，組串式有3%的提升。到今年年底，我們把1年的發電量數據給華為，看看究竟發電量提升了多少。到時再做一個完整的匯報。華為可以做一個最真實的數據發布。用事實說話。

我們現在有2個百MW的電站，到年底，已經運行1年多后，還可以給華為一個數據，同樣百M發電量，故障率的對比，包括由逆變器造成的故障率對比。從目前來看，組串逆變器的故障率基本為0。所以太陽給我們的恩惠，我們全額接收了，那就是我們的財富。如果損失了，那就是浪費了。內蒙人有句話，省下的就是掙下的。包括王老剛提到的灰塵遮擋問題，不僅算數，還要算錢。比如智能組件清洗，通過大數據分析，給出組件最佳清洗建議，使組件清洗收益最大化。通過智能的營維和合理的方案，我們就能把大自然恩賜給我們的，更多的接收下來。

智能營維云中心帶來了運維模式的轉變。按照剛才王老提的標準，加上電力系統的管理標準，再把專家分析系統也納進來，將工作做的更細，更完善。集團的統一管理，是我們將來的發展目標。管理模式要向集中式管理發展，這也是光伏和互聯網結合的一個方向。華為很早就摸到了這個脈搏，先行了一步，我們下一步，將和華為繼續合作，將集團統一管理系統做的更完善，更智能化。就像中醫一樣，未病先治，消除隱患，預防第一。

對電站的安全管理。操作都是集控中心發布命令，實時監督。用有限的技術力量，把住了電站安全的關口。電站運行最怕的問題，就是誤操作。防止誤操作最好的辦法，就是實時的監督。依靠集控中心，保障電站的操作不出現誤操作。我們營維中心運行半年多，配合電業局，通過這個系統進行監督，確保操作無誤。集中式管理最大的好處把有限的力量，擴展到更廣的服務范圍。

電站經營APP，電站管理者隨時能通過手機，監控每個電站的運營情況。這套系統，領導喜歡，看到運營數字很高興。因為那個數字一直在蹦，就像我們老板形象的比喻，這個是錢在蹦。通過這個APP，管理者能隨時看到電站的發電量和收益。

最近，注意到網上有一篇關于逆變器諧振的文章。該文章還舉例說，二戰時候，德國士兵過橋時候，齊步走，把橋振塌了，所以這是不是問題呢？這個文章，我全看完了，我也回了句話。我說不懂，就不要講。電力系統的諧振和文章中說的過橋共振原理上根本不是一回事。電力系統的諧振是指如電容、電感，電器元件參數的諧振。所以對組串問題的質疑，隨著組串逆變器長時間運行，時間的積累，一切質疑聲，都會慢慢的像潮水一樣消退。用我們不可辯駁的事實，來證實這個問題。我們現在用的百MW的組串式項目，到現在從未出現過諧振問題，我們也請內蒙電科院的人來檢測，也沒出現過所謂的諧振，指標非常好。我們馬上8月底120MW要進行并網，如果大家有興趣，可以去我們電站看看，究竟有沒有問題？

過兩天，是我們內蒙最好的時間，歡迎到內蒙草原來，我的發言到此結束，謝謝！