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光伏運維四大難點分析!
2019-09-26

一直以來,光伏發電存在著重建設、輕運維的現象。截至2019年3月份,我國光伏并網裝機量已接近180GW,總體看,光伏電站的運維存在著標準缺失、技術和管理水平不高、專業和集約化程度不夠、效率低下等方面的問題。運維問題,已成為制約產業健康發展的瓶頸之一。光伏產業要實現高質量發展,除了要有較高的工程建設質量,還需要有高水平的運維服務,本文將針對提升光伏發電站運維質量的重點和難點,談一些認識和看法。

 

光伏發電站運維的重點和難點

重點和難點1:完善流程、規范運做,不斷提高運維的基礎保證能力和流程管控水平

1.光伏電站運維流程示例 

1為光伏發電站運維的基本業務流程示例。總體而言▼

1我國光伏發電運維的專業化水平不高,集約化程度還不夠。少部分電站的運維人員屬于“草臺班子”,只從事一些簡單的檢修工作,還談不上流程管控和系統管理。

2在圖中所示的流程中,存在以下難點和需要重點解決的問題:

在接手或準備接手電站的運維時,對電站現狀了解不夠,導致后續工作中責任不清,重點不突出。

對運維要求缺乏全面、系統的理解,包括適用的法規和標準要求、監管和調度部門及業主的要求;對電站的合標及合規性缺乏必要的評審,導致后續的運維中,指標不合理,運維方案針對性和可操作性不強,爭議不斷。

運維技術跟不上行業發展的需要,效能低下。

運維實施過程的受程程度低,難于實現預期的運維效果。

對電站效能水平的監測不系統,缺少“第三只眼”。

如前所述,我國光伏電站整體的運維水平不高,由此導致的損失不容忽視。一個高性能的電站,不但要“生得好“,還要養得好。光伏行業要實現高質量發展,需要著力提升整個鏈條的管控水平。

 

重點和難點2:對接需求,注重運維基礎標準的制定和完善,并著力提高標準的適用性

2. 光伏電站運行與維護標準需求示例

 

2為運維過程標準需求圖示(技術標準,部分)。總體看▼

1雖然部分省(區)和大型企業已發布用于光伏電站運行和維護的地方或企業標準,但從行業角度,尚缺少適用于不同電站類型,科學、完整、適用的系統性標準。

2由于與傳統發電形式差異較小,可以等同或等效地采用傳統發電形式即有的標準,光伏發電并網和交流側運維所需的標準,包括國標、能源和電力行業標準、監管和調度部門發布的規范性文件,相對完整,比較系統,可操作性也較強,需要重點解決的是合規或合標方面的問題。

3需要重點解決的是直流側運維標準需求問題,這部分存在標準缺失、不系統、不適用的問題,特別是系統及其關鍵設備維護、性能和質量檢測及合格或正常狀態判定、故障診斷和修復等方面的標準。要解決這一問題,除運維本身,還需要從系統設計和設備選型、設備選購及工程施工角度考慮,特別是系統和設備的可維護性和互換性。

需要特別提醒的是:與整個行業整體發展環境有關,光伏行業的標準制定也局部地存在浮躁現象。有的標準制定過程“蘿卜快了不洗泥”、缺乏深入研究,不接地氣。我國已是光伏大國,標準制定方面與現有的光伏體量還不相稱。另外,要想實現行業的高質量發展,需要有高質量的標準做先導。

 

重點和難點3:主動作為,提升電站運行過程的調控能力

3. 光伏電站運行考核指標示例

 

3為電力監管部門對納入電力調度管理的光伏電站運行考核指標示例(部分)。總體看▼

1隨著非水可再生能源接入比例的提高,電力監管和調度部門對光伏電站的考核趨于嚴格。以西北地區為例,2015版“發電廠并網運行管理實施細則”,對風電和光伏為代表的新能源場站未提出明確的考核要求;而新發布的“細則”中對圖3所列指標均明確了單獨的考核要求。

2按照各地近兩年發布的“發電廠并網運行管理實施細則”,多數光伏電站無法全面達到細則中的考核指標要求。特別在AGC和AVC控制及無功補償方面。

任何情況下,保證供電和用電安全都排在第一位。光伏發電具有間歇性、波動大的特點,按照現有的系統配置及電站自身的調控能力,滲透率達到一定程度后,確實會對供用電安全造成威脅。

要想解決,一是電網企業要積極應對新能源發電高比例接入后所帶來的挑戰,特別對分布式電源接入密度較高的區域,在供電網絡重構、電力調度方式及其他方面要打破即有束縛、用發展眼光,運用現代化技術手段,進一步提高電網的柔性和韌性,包括通過經濟手段動態調節彈性用電負荷。

二是發電企業要主動作為,在系統設計和二次系統的配置方面要考慮電網安全穩定地運行的需要,并考慮利用儲能及其他手段,對出力曲線進行自我調節(見圖4例),使光伏發電由“紊”逐步向“穩”過渡。

 

4. 光伏電站出力曲線示例

需要特別強調的是:去補貼和平價前期,降本將是光伏電站建設的主旋律,需要注意的是,該省的省,不該少的一樣不能少,特別在滿足電力調度要求方面。另外,光伏發電要逐步打消“特權”思想,充分利用政策的窗口期,全方位地提高行業的競爭優勢,以確保在未來的市場中立于不敗之地。

 

重點和難點4:充分利用現代技術手段,提高系統事故預防及故障診斷和修復能力

5. 電站巡檢、維護、故障處理的一般流程

5為光伏發電站日常巡檢、故障診斷和修復的一般流程。總體看▼

1近幾年建成投運的多數電站,運行監控系統比較完善,包括組串、方陣、發電單元、電站等各層級的性能及并網特性的監測,但部分地存在“重性能和主體、輕安全和輔助”的情況;另外,有些電站的監測系統存在可靠性不夠,監測儀表和通訊設備的抗干擾能力差、故障及接入數據的斷點和漏點多、界面不友好等方面的問題。

2除納入調度管理的繼保及其他安全自動化裝置外,其他用于安全防范的自動控制系統,部分地存在整定值或閥值的設定考慮不周,運行中存在隨意改動的情況;另外,實際運行中,部分地存在安全預警系統精度和可靠性不夠,漏報或誤報情況較多的問題。

3旨在發現和解決問題的線上巡檢,部分地存在形同虛設的情況,一是由于專業能力不夠,缺少對系統及其設備故障做出判斷的必要知識;二是系統及其設備的故障或異常狀態的判定標準不系統、與實際不符,容易造成漏判或誤判。

4由于專業能力不足并缺少指導,加之管理不規范,有些運維的線下巡檢,只能做一些簡單的結構性缺損或站場條件的檢查,發現和解決問題的能力不足,導致一致影響發電性能,包括危及系統安全的故障或隱患長期存在。

5在故障診斷和處置方面,借鑒其他形式發電的經驗和做法,交流側已積累了比較豐富的經驗,包括必要的標準支撐;在直流側,對性能有影響的缺陷或故障的診斷和處理,經驗積累還不夠,還談不上標準。

6在故障的修復,特別是備件更換方面,還存在較多問題,特別是出質保后的電站。

需要特別提醒的是:

1智能化運維、站場少人或無人值守是大勢所趨,其他少數開展監控系統開發和應用的單位,借助其多年深耕光伏系統的經驗和其他方面的優勢,在這方面已做了許多有益的工作。

2可以用日新月異來形容光伏發電的技術發展,但同時也給后期運維來一些問題,最突出的就是系統的可維護性、備件的兼容性和可互換性,需要從標準和設計層面解決這一問題。

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