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SOLARMAN|论坛讲座:基于大数据的民用光伏运维

来源:网络整理 作者:采集侠  发布时间:2016-11-09 19:17

SOLARMAN(英臻科技旗下的分布式能源监控管理品牌),在光伏监控领域(GTM Research 2016:全球ISV排名)位列世界第七,尤其在分布式监控方面处于全球领先位置。作为国内最大的独立光伏监控方案商,家庭光伏领域监控服务商, SOLARMAN可支持从硬件、软件到数据一站式的光伏监控及线上运维服务,为安装商、设备商、投资人、业主等不同用户提供差异化的电站监控解决方案,让用户能够真正看见阳光下电站的真实数据。

SOLARMAN团队拥有先进的分布式光伏管理工具和丰富的监控运维经验,结合全球领先的辐照气象数据和技术以及国际标准最佳实践知识,SOLARMAN致力于分享自身在监控运维实践上的经验总结和技术指导,服务行业客户于能源监控和运维领域的全方位需求。

以下,是英臻科技总经理王辉先生在2016年第八届中国国际新能源大会上的发言,与现场观众分享了关于居民光伏运维的特点、现存问题和解决建议:

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我们是2009年成立,2010年开始研究民用和小型工商业的光伏监控,后来逐渐介入运维和气象服务。早期主要服务于国外用户,现在全球平台上有大概15万个电站,其中90%都是民用电站,大多为欧洲、澳洲的居民屋顶。从2015年开始,我国民用电站发展得也比较快,今年的民用光伏数量比去年可能翻了好几番。因此,针对“民用光伏”的这个话题,这也算是我们擅长的领域。目前,地面电站和商业屋顶在我国的比重较大,而刚刚兴起的民用电站和它们还是有些差别的。从中,我们总结了民用光伏的四个特点:

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1) 规模小:
大多数民用光伏电站小于10kw,平均5kw。主要安装在别墅、江浙一带富裕农村,和国家扶贫村落的屋顶上。

2) 分布分散:
居民光伏电站不是一个集中化的运营架构,而是分散在家家户户的屋顶上。

3) 数量很多:
一个村子可能有几十户都安装了光伏电站,而一个地区可能就高达上万户。

4) 一致性差:
由于不同居民光伏电站屋顶朝向不同,用的设备(组件、逆变器等)、安装商、运维都不一样,这就导致了民用光伏的运维方法,或者说是面临的问题和地面/工商业电站有所区别。

运维成本,究竟有多少?

不同的人有不同见解。有些人可能认为,民用光伏不需要运维,自己清洗就好。事实也大多如此:像澳洲、荷兰等地,早期的电站并没有专门的运维团队或计划,光伏设备脏了就自己清洗,出现故障就自己维修,这种情况下运维成本几乎为零。

但事实上,在澳洲,从2009-2010年光伏市场兴起至今, 五六年过去了,已经有相当数量的电站面临着组件更换,设备故障、更新等运维问题。所以,也出现了越来越多的第三方运维公司。

关于地面电站的运维成本,可能会设一个标准比例,比如1%。但如果将此比例应用于分布式电站,那么,5kW的电站建设成本大概在4到5万,如果按地面电站(1%)的运维成本来计算的话,运维费仅500元!而这500元,放到现在能做什么呢?可能只够请个人去大致察看下。所以,民用光伏电站的运维成本,并不能和地面电站一概而论。

实际上,关于居民侧光伏,我们去年做了大量的数据统计。数据表明,不同系统、运维商、安装商付出的成本差异巨大,有的少到一分不花,有的花费可能高达4%,甚至更多。此外,在现阶段,安装商往往承诺5年、甚至20年的运维,那么在这种情况下,运维成本是否计算在内?所以,现阶段居民光伏电站并没有一个标准的运维成本。

居民分布式,面临的问题?

那么,现在的居民分布式系统,究竟会面临一些什么问题?

1) 农网基础较差:
我们国家的系统大多数主要安装在农贸覆盖区域,所以可能会面临一个很大的问题,即农网建设不到位:农网网侧基础差、电压低、电压不稳等。而这就可能带来一些问题,例如,在系统运行过程中,逆变器会进入保护状态(如过压、欠压保护);或者有些逆变器会自动启动,需要人工干预或监控系统远程干预等等,这样的案例我们遇见很多。所以,当出现这些情况后,运维成本会大大升高。尤其是需要人工干预时,就得派人去现场,这样一次的成本可能远比监控系统一天的成本高出许多。

2) 施工水平参差不齐:
现阶段施工水平参差不齐,安装的方式也缺少统一标准。虽然理论上来说,民用光伏的安装比起工商业、地面电站等,已经相对简单多了,但实际上,由于安装导致的问题也不在少数。

3) 设备故障:
设备故障也有一定的比率,通常逆变器故障约在千分之几到百分之一或二。当然,监控系统也可能发生问题,这是由于监控需求而增加了元器件,因此也就会有故障的可能性。所以,像这样的逆变器、监控系统维护,也是我们做民用光伏系统时经常会遇到的问题。

4) 业主认知水平不够:
另外,业主认知水平也是影响运维的一个因素。因为有些业主对运维认知不够,可能对运维人员的工作不了解甚至有排斥心理,会拒绝运维人员进入。所以,业主配合度不够也是影响小系统运维的关键因素,从而影响运维成本。

基于以上这些问题,我们提出了如下目标:

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◆ 远程化:
远程化指的是远程调配人员,以及远程诊断或监控电站运行情况。

◆ 分布化:
民用光伏运维和地面电站不同,不能是集中式队伍,如设置控制机房、安排人员值班等。民用光伏运维需要分散的人员安排。

◆ 低成本、高口碑:
一般来说,民用光伏成本略高于集中式。所以,如何降低运维成本是最主要的目标。特别是对于承诺了运维5年、20年的安装商单位,需要考虑到后续成本问题,降低成本对他们尤为重要。在国外,有不少安装商由于无法履行前期承诺,造成了一些问题。

现阶段,民用光伏在国内刚刚兴起,倘若出现过多质量问题,可能会影响整个行业子领域的发展,所以我们认为,为了做好产品口碑,以上几点至关重要。下面将会分别详细解释这几个目标。

目标一:实现远程化

首先,我们讲一下远程化,我们参与了一个国际标准化组织,该组织汇集了全球小电站运维方面的积累经验。我们和其他组织成员共同总结了以下几条建议:

◆ 采用逆变器监控或者独立的采集装置:
监控是必须的,如果没有监控,每个用户出现问题都需要派人去现场,成本太高。当然,现阶段民用光伏在国内普及率还是比较高:有的用户采用成本较低的方式,如在逆变器处进行监控;有的采用更优化的方式,通过一个独立的监控装置,对电站进行监控。

◆ 采用公网(GPRS、CDMA、3G等):
建议采用GPRS、CDMA等公网通信,也可采用成本较高的3G,与国外不同,国外70%的系统都采用了局域网(如wifi、以太网通信等),但国内系统大多数分布在农村,首先农民网络能力不强,家里没wifi,另外,wifi作为局域网的一种,给管理带来许多问题,信号不稳定等。所以,对运维管理者而言,建议采用能保证质量的公网系统。不止是中国,全球范围内,如果牵涉到运维,都建议采用公网的通信方式。

◆ 采用可信、能进行便捷数据交换的数据平台:
现阶段市面上有多种数据平台,不管你采用哪个平台,关键在于要选择能提供便捷数据交换的平台。为什么呢?因为这个数据作为历史记录,可能要保存十年、二十年,所以一旦出现平台、设备更换更新时,需要将数据进行迁移,导出可靠历史数据,以便于分析。这样更便捷,成本更低。

◆ 导入卫星气象数据作为系统评估依据:
气象数据是运维的基础,大型电站一般会建立自己的气象站,虽然家庭电站不具备这种条件,但可以考虑采用一些不需要自建气象站的气象数据,来做数据分析。

目标二:实现分布化

第二点是分布化。关于分布化我们有以下几点建议:

◆ 统一运维标准:
首先,是建议行业有统一的运维标准,如运维频率是多少(多长时间清洗、检查逆变器等),这一点在地面电站已经有了较健全的一系列标准。但分布式/居民电站的标准可能还需要更多数据支撑来建立。

◆ 本地化运维团队:
其次,是分布式需要本地化的运维团队,运维商/投资商所运维/投资的不同居民电站可能分布在很多地方,这种情况下运维团队的建立还是以本地化为主,这样一来成本较低,响应也更及时。

◆ 第三方运维:
第三,前几年一般都是安装商同时负责运维部分,但从海外市场经验来看,当居民电站数量比较多的时候,逐渐会形成第三方运维机构,来降低成本。当然,居民侧甚至还有可能众包,这是因为居民侧某些层次的运维相对简单,小区电工就可以做一些基础的运维工作。这些都是我认为行业值得探讨的一些方向。

目标三:实现低成本高口碑

低成本与高口碑,这二者本身看起来具有一定的矛盾性。如果每周去清理光伏面板,用户满意度一定会因此提高,但这样成本太高、性价比太低。对于如何更好地结合二者,我们有一些建议:

◆ 设立合理的运维计划:
基于民用光伏特性,制定合理排工计划,清洗频率、检查频率等等。甚至清洗可能并不是最主要的事项,可以考虑将频率控制在一年一次。

◆ 智能化派工:
这一点十分重要,设想一下,倘若用户报修故障,是否需要马上响应?假设去一次成本500元,但过两天又有类似地方出现类似故障,则又需要重新派工,成本太高。所以,智能调度尤为重要,我们的建议是不必立刻响应,在同一地区同一时间集中进行维护和解决。

◆ 电量损失补偿:
由于智能调度需要,无法及时响应每个客户,这可能导致用户投诉,口碑下降。所以,我们建议对延迟维修的用户采用补偿电量的方式,这样可以在不影响口碑的同时降低成本。

我们在平台上有十几万电站,如何判断电站好坏也是一个问题。尤其是当运维几百个民用光伏电站时,若逐个排查,耗时耗力,且无法保证判断准确;此外,也没有足够气象站等资源去判断。尤其是当系统的组件、逆变器都不一致时,无法进行比较。这时候,最简单的办法就是和邻近电站比较。

下图展示了我们在中国浙江某地区2016年7月整月的日满发小时数,我们通过将发电量除以装机容量,得出归一化满发小时数。图中三个电站尽管位于同一地区,但各有其特点,系统效率也不同,并且从图中我们可以明显看到,绝大多数电站绿色发电最多,蓝色其次,红色最少。但中间某天绿色的日满发小时数出现骤降,由此可以判断出,电站出现了一些问题。而经过排查后发现,是由于逆变器电压过高,进入保护状态,进而导致发电量下降,这时候便可以对逆变器采取远程重启措施,解决这一问题。这是最简单有效的方式。

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