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山路能源智能光伏
山路能源集团总工程师 田胜利
个人简介：从事电力系统行业41年，有丰富的光伏电站建设和运维管理经验，现任山路能源集团总工程师
各位领导，各位同仁：上午好！
四月份在内蒙的会议上，很多人都去参观了我们的电站，以及和华为合作的营维集控中心。对于智能光伏电站，大家有很多感想，前后去参观的人数也非常多。
今天在深圳召开这个营维大会，我觉得首先这个题目取得非常好。前段时间，我们参加了很多会议。发现大多数的主题都是关于电站投资、电站建设的，运维话题讲的相对少一点。所以，这次的营维会议，很有意义。
内蒙古山路能源集团，在内蒙古不算太大的民营企业，但是在从事光伏的民营企业里面，当前来讲，我们的装机容量相对比较大，目前光伏装机并网容量达到511MW，其中将近250MW接入集控营维中心。
经过在光伏行业从事这么多年的经验，我们发现在运维中存在着这么几个问题：
1.如何提高发电量
光伏电站从一开始设计、安装开始，就像一个初生的小孩，如果前面的设计、安装工作没做好，这个事情就已经基本定性了，只能在后面运维的过程中，把先天存在的问题尽量通过后天弥补解决。最早我们采用集中式大机，但是后来发现，逆变器做的越大，出现问题的机率就越大。第一，出现故障后，造成的发电量损失影响面非常大。我们集团运维人员，有个考核办法：损失1度电，扣检修部五毛钱。所以这个损失特别大。而且大型逆变器还有个问题，出了故障我们玩不转，因为各家有技术壁垒，只能原厂来修，现场干等。电站又比较偏远，一等，最少24小时，这算快的，最长的更有30天，交通很不方便，坐完飞机，坐火车，再坐汽车，到了电站已经耽误了很长时间，发电量损失有多大？所以，采用大机最不满意的就是检修部部长，曾经一个月扣过14万元。大家想想，就20多人的队伍，14万元是啥概念？采用华为组串式方案后，最高兴的还是那位检修部部长。因为发电量损失大大减少了，不用罚款了。所以发电量问题，就这样解决了。
再有就是大型逆变器的出力问题，我们用过不少厂家的，有些厂家的散热问题解决的非常不好。IGBT模块一直在工作在温度70度以上，动不动就告警，告警了，就停止工作，很麻烦。
内蒙在4、5月份有个比较头痛的问题，就是杨树、柳树特别多，有时候毛絮、灰尘就会顺着排风系统，进入了逆变器内部和IGBT里面，造成堵塞，影响散热。刚才大家提到的西北地区,最大的问题就是大型沙尘暴。内蒙有个说法，叫刮风1年只刮一次，从大年初一一直刮到大年三十晚上。所以灰尘成为了我们运维最头疼的问题。想了很多办法，包括迷宫式风道，以及在逆变器房通风口外面再加一层防尘隔离网，降低尘土进入。但是网太细，风量不够，影响散热。网的口径间隙大一点，灰尘又会进来。刚才黄河公司也提到，清扫一次，非常困难。前面刚扫完，后面还没扫，灰尘又来了。最头痛的就是4、5月份风沙漫天飞，今年更麻烦，到6月还在刮风，所以这都是影响发电量的因素。
但自从用了华为逆变器后，这个问题就迎刃而解了。IP65的防护，维护量基本没有了，现场运维人员减轻了很大的负担。之前还要花钱雇人清扫逆变器房，现在不用了。刚才讲了，今天会议主题是营维，怎么把运维的钱少花，降低运维成本，这就是经营的理念。
2.如何降低运维的投资
采用集控以后，刚才中电投也讲到，运维就能做到少人或无人值守。但是光伏电站不像变电站，除了无人值守外，还是需要人去维护。因此我们提出的口号是：无人值班，少人维护。以地区区域划片，进行集中管理。比如在半径300KM以内，几个小时就能到达的区域，集中建立一个区域性维护操作队伍。这样可以有效提高人员利用率。降低人员投资。因为现在人员成本比较大，电站一般又在偏远地区，找工人不容易，找懂技术的就更难。工资低了，没人去，差不多的，也被同行挖走了。现在光伏发展很迅猛，人员的需求量很大，人力成本也越来越高。比如我们100M电站站长工资开到2万1，但还是很难招人。内蒙光伏发展也比较迅速，今年到年底要突破320万千瓦。发展速度非常快，但人员培养速度跟不上电站建设速度。所以集控很好的解决了专家人力使用的问题。
3.如何提升运维效率
之前我们项目中采用集中式方案，出了问题后，不知道问题在哪儿，然后拿个表，一块一块到处找。你想想，一个方阵，30多亩地，来回转，转半天，故障还是没发现。太阳走了，就不回来了，这天的发电量就白白浪费了，钱也没了。不仅浪费发电量，也浪费了大量的人力。所以我们当时就想，能监测到每一个组串，范围就小很多，故障定位就容易多了。
4.如何提升电站可靠性
刚才王斯成老师讲的太对了（在过去的3-5年中，不光光伏组件过剩造成了低价竞争，逆变器也同样存在这样的问题，低价竞争必然带来一些部件的质量问题，且部件质量问题占到整个故障率的50%；另外一个是电站的设计问题，大概占到整个故障率的28%），现在，我们前三年建设的电站，开始出问题了。最近连续发生直流电缆着火。过去没发现这个问题的严重性。现在问题严重了，一着火，把直流电缆、交流电缆都烧毁了。为什么呢？就是因为集中式方案，最后所有的直流汇流到一起，进直流柜的时候，直流总电流将近1600A，有的到2000A，一根电缆不可能接入，必须3到4根并联。我们的安装水平，比起日本、德国，差较远，工程精细化程度也太低。几根电缆并联，虽然从理论上计算，截面积是够了，但是因为并联的电阻不一样。造成的电流悬殊会很大，甚至两线差距1倍还多。造成了部分单根线缆负荷特别重，产生绝缘老化甚至烧毁。而大家都知道，直流不过零点，不能断弧，结果把后面的交流也一起给烧着了。幸亏用的是阻燃电缆，不然的话，就是火烧连营，整个电站都烧起来了，一直烧到变压器那儿了，这是一个非常危险的事情。最近直流电缆起火的故障越来越多。在格尔木二期，前年做的项目，最近就连续发生2次类似故障引起的火灾。但用了组串逆变器后，交流汇集，没有直流并联电缆这一说，所以不存在这个问题。可靠性问题，在设备选型和方案设计的时候，一定要慎重，否则后面就都是麻烦。现在，针对之前的大机项目，少则半个月，长则1个月，对直流电缆电流必须进行测试，发现不平衡，立即重新检修处理。也包括检查接头、压接等问题。所以，可靠性是对电站进行评价的一个很重要参数，电站设备可靠性也应该纳入电站的评价体系中。
5.智能管理
电站的问题肯定是不能避免的，就像人一样，肯定要得病。人生病了，可以去医院治疗，那么电站的问题，如何处理？智能化管理。
当前进入智能化阶段的时间还不长。刚才王老提了很多标准，结合专家的意见和实际运维的经验，我们认为通过智能化远程管理，能够更细更实更好的解决实际电站实际现场问题。比如可以把各个运维单位的专家，经营人才集中使用，定位电站疑难问题。就像北京现在不少大的医院，如301，协和，可以通过远程会诊，这是一个道理，可以很好的解决地域分散专家资源的问题。
刚刚结合电站的运维现状，我们讲了上述5个问题。在使用组串式逆变器后，发现组件的故障率占的总百分比反而上升了，其他部件故障率在降，为什么呢？过去汇流箱的问题、通信接口问题是最突出的，还有刚才讲的灰尘散热引起的问题。采用组串式后，这些部件都消失或者省掉了很多，也就不存在高故障率。那么剩下的只要把组件问题解决了，整个系统的问题也就解决一大半了。因为其他的电器设备，相比过去，可靠性有很大提高，除非你当时选的是低价劣质产品，那就没办法了，如果按照国家标准走，符合国家电器设备规范标准，不是单纯的低价中标，就不会有啥大问题。
内蒙地区地域辽阔，从东面到西面，长4300KM。现在有些电站在运行，有些在建。目前我们已经并网511MW，在建288MW。根据我们3年多的运维经验，现在找麻烦最多的还是以前建的站；由于地域比较辽阔，检修人员每天都在奔波。不是飞机，就是汽车。东面用的组串式，相对而言好很多。但是在吉林的洮南地区，用的是大型逆变器，问题出的比较多。
电力系统有个理念，就是回路上接的设备越多，故障就越多,安全系数越低，可靠性就越低。因为每个设备都可能是故障点。尤其是直流侧，是经常出问题的地方。从两个系统来看，组串式要简单的多。组串逆变器最大特点就是把整个光伏系统的网简化了，组件直接接入逆变器，少了很多环节。
逆变器是光伏电站的心脏，逆变器的好坏，决定了电站的健康状况和运维能力。所以选逆变器，是非常关键的事情；通过3年多的运行经验，不断总结，我们对组串式逆变器情有独钟。
另外，讲到无线通信系统，刚才同景郑部长讲到无线互相连接给农光互补项目解决了很大问题。因为农业或者山区电站，都是分布在不同地方或者地势，无线方案不需要铺设通信线缆。而华为的无线通信系统还给我们创造了更方便的条件。光伏电站有个很大问题是，虽然电压比较低，直流600-700V，交流低压侧也就是380-480V，但是地电压特别高。大面积电缆使用，耦合电压会非常高。弱电和强电一起使用，弱电系统就要出问题。所以就好像人的神经系统一旦出了问题，动作就不灵了。内蒙古这么大区域，不仅是架设通信电缆，维修也很麻烦。尤其在东北，到了冬天，维修电缆更加困难。所以无线通信，很方便的解决了这些问题。
还有就是无线通信安全问题，大家比较关注。电力系统的人，有个毛病，要求通信可靠又可靠。我说人家银行都用无线互联网，非常安全，不怕把钱丢了，为啥光伏倒要担心呢？无线系统可靠不可靠？我说肯定可靠。银行的钱都能通过无线，现在的通信安全技术这么发达，我们有啥担心的呢？但是新的事物，有疑虑也是正常的。因此关于无线系统可靠性、互联网可靠性，要和电力系统多交流，打消他们的疑虑。
这是乾华的电站发电量统计的数据。组串逆变器潜能有多大，我给大家讲讲。夏至的第二天，电站装机容量是100.4MW，结果我们扑捉到的最大供电功率是100.2MW。而且这个站的最大的发电量到了72万度一天，这是百M电站一天发电量。日发电量超70万度的，可能在青海格尔木有。在内蒙地区，这个光照每平米1200的地方，这个发电量是非常难得的。
这是我们实际的半年的发电量数据对比，组串式有3%的提升。到今年年底，我们把1年的发电量数据给华为，看看究竟发电量提升了多少。到时再做一个完整的汇报。华为可以做一个最真实的数据发布。用事实说话。
我们现在有2个百MW的电站，到年底，已经运行1年多后，还可以给华为一个数据，同样百M发电量，故障率的对比，包括由逆变器造成的故障率对比。从目前来看，组串逆变器的故障率基本为0。所以太阳给我们的恩惠，我们全额接收了，那就是我们的财富。如果损失了，那就是浪费了。内蒙人有句话，省下的就是挣下的。包括王老刚提到的灰尘遮挡问题，不仅算数，还要算钱。比如智能组件清洗，通过大数据分析，给出组件最佳清洗建议，使组件清洗收益最大化。通过智能的营维和合理的方案，我们就能把大自然恩赐给我们的，更多的接收下来。
智能营维云中心带来了运维模式的转变。按照刚才王老提的标准，加上电力系统的管理标准，再把专家分析系统也纳进来，将工作做的更细，更完善。集团的统一管理，是我们将来的发展目标。管理模式要向集中式管理发展，这也是光伏和互联网结合的一个方向。华为很早就摸到了这个脉搏，先行了一步，我们下一步，将和华为继续合作，将集团统一管理系统做的更完善，更智能化。就像中医一样，未病先治，消除隐患，预防第一。
对电站的安全管理。操作都是集控中心发布命令，实时监督。用有限的技术力量，把住了电站安全的关口。电站运行最怕的问题，就是误操作。防止误操作最好的办法，就是实时的监督。依靠集控中心，保障电站的操作不出现误操作。我们营维中心运行半年多，配合电业局，通过这个系统进行监督，确保操作无误。集中式管理最大的好处把有限的力量，扩展到更广的服务范围。
电站经营APP，电站管理者随时能通过手机，监控每个电站的运营情况。这套系统，领导喜欢，看到运营数字很高兴。因为那个数字一直在蹦，就像我们老板形象的比喻，这个是钱在蹦。通过这个APP，管理者能随时看到电站的发电量和收益。
最近，注意到网上有一篇关于逆变器谐振的文章。该文章还举例说，二战时候，德国士兵过桥时候，齐步走，把桥振塌了，所以这是不是问题呢？这个文章，我全看完了，我也回了句话。我说不懂，就不要讲。电力系统的谐振和文章中说的过桥共振原理上根本不是一回事。电力系统的谐振是指如电容、电感，电器元件参数的谐振。所以对组串问题的质疑，随着组串逆变器长时间运行，时间的积累，一切质疑声，都会慢慢的像潮水一样消退。用我们不可辩驳的事实，来证实这个问题。我们现在用的百MW的组串式项目，到现在从未出现过谐振问题，我们也请内蒙电科院的人来检测，也没出现过所谓的谐振，指标非常好。我们马上8月底120MW要进行并网，如果大家有兴趣，可以去我们电站看看，究竟有没有问题？
过两天，是我们内蒙最好的时间，欢迎到内蒙草原来，我的发言到此结束，谢谢！
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