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大复盘!中国首批光伏电站已到中年!

当中国第一批光伏电站已经到了需要保温杯泡枸杞的“中年”,如何避免“油腻不堪”?

中国光伏十年复盘

多少电站已近中年

从2009年敦煌特许权招标到现在已经过去十年,以电站寿命25年计算,中国第一批光伏电站已经到了需要保温杯泡枸杞的“中年”,但光伏电站的“养生”,却不应该从中年做起。

而从2013年中国正式出台上网标杆电价,也已过了5年时间。这五年中的电站,由于各种问题带来的电站损失以及售后问题频发。

全球领先的权威第三方机构莱茵TUV耗费大量时间和精力测试了12GW的光伏电站,他们发现其中30%(3.6GW)存在较严重的缺陷,其中约50%即1.8GW归因于组件故障。按这个比例计算,截止2018年中国建成的174.63GW光伏电站中,有超过24GW存在或大或小问题的光伏组件

这让人不禁提出疑问:此前电站投资的财务模型中,光伏电站发电量每年只有1-2%的衰减是否是个伪命题?

笔者并不想把中国光伏电站冠以劣质的标签,虽然确实存在一些质量或者运维的问题,但组件在生产、运输、安装,以及25年的运维过程中,出现一些小毛病是大概率事件。即使被认为是品质代表的欧洲,每年更换的组件数量也在5GW左右,这其中除了更换组件之外,还有做超配平滑发电曲线和提高单位面积发电量的因素在内。

真正的解决办法,是尽快找出这24GW的故障组件,排除故障。对另外24GW的其它故障进行整改或零部件更换。

174GW的光伏电站,以270W组件折算,差不多有6.3亿块组件。运营3GW光伏电站的青岛萨纳斯总经理耿文强告诉笔者,目前20MW光伏电站需要5个运维人员,200MW需要14人,萨纳斯运维人员约在400人,按此比例粗略计算,行业内运维人员约有2万余人,每人平均要负责3万块组件,如果不采用智能手段,这是一个天量。

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一位资深的一线运维人员向笔者介绍:组件常见故障分为“遮挡、失效、玻璃爆、热斑”四大类。

1、组件遮挡:由灰尘和周围存在遮挡物产生,长期灰尘遮挡会腐蚀电池片和玻璃,同时导致组件热斑及二极管循环导通;

2、组件失效:主要是由于组件接线盒故障导致组件完全无输出,导致正常组串发电量因并联失配而损失;组串电流持续通过接线盒会使接线盒温度过高,长期存在安全隐患;

3、组件玻璃爆破:组件在搬运过程中受到严重外力碰撞造成玻璃爆破,也有因为玻璃原材有杂质出现原材自爆;导致组件功率失效或出现漏电危险事故;

4、组件热斑:热斑导致组件功率衰减失效或者直接导致组件烧毁报废;肉眼无法准确判断,需要借助仪器或通过异物遮挡判断。

业界对光伏电站一般都采用抽检的方式来查处上述问题,但10MW电站,即使按照0.1%抽检率,也需要不菲的费用。而且由于抽检率低,对电站的评估不全面;其次,测试需要带上相应的测试设备,把组串拆下来,效率比较低。此外当前普遍采用比较输出功率、开路电压、短路电流、工作电压、工作电流大小的方法识别组件故障,故障识别率低且容易导致误判。总的来说,传统的巡检方式费时费力、效率低成本高,给业主的精细化运维带来了非常大的困难。而且光伏电站场景非常复杂,除了平坦的陆地外,在山地、屋顶、水面上皆有应用,从而导致上站非常困难,检测成本非常高等现实问题。

同时笔者也找来了一份华为公布的数据,他们用IV曲线智能诊断系统,为黄河水电检测了60MW、10442个组串,发现128串故障组串,故障率1.22%,发电量损失4%-6%。

这些故障如果不排除,25年里将给电站减少500多万的收益,甚至随着故障累计,损失会逐步加大。

而从问题组件可以看出,大部分是二极管故障,占到91.4%。这些问题有些是因为生产质量问题,有些是因为施工不当造成,更多的则是因为后端管理工作不到位引起的。

随着中国光伏制造越来越成熟,多场景设计与施工技术的完善,以及越来越多的光伏熟练工人,制造和施工的问题都在逐步好转,而因为电站管理产生的损失,却常得不到重视。

一个原因是电站的管理成效和损失都几乎是隐形的,在电站没有做到数据化的时代,这些问题很难暴露出来;另外一个难点在于如何把“运维.TXT”变成“EXE”可执行程序,知难行易。

中国运维发展史

“如果当时火星探索者能够想到防沙,或许就不会再次失联。”朱海东,安轩自动化副总经理,从2018年再度失联的火星探测器机遇号谈起,阐述光伏运维的重要性。机遇号在2018年6月遭遇到了席卷火星的沙尘暴,与美国宇航局失去联系。NASA认为是由于机遇号的光伏板被遮挡,发电能力下降,无法获得足够电力来维持它的运转。

光伏电站建设周期一般三个月到半年,但却要使用25年,时间比2:98,所以对于一座电站来说,既不能“先天不足”,也不能“后天失养”。

虽然越来越多的企业开始关注运维,但重视程度、运维技术、手段、思路仍然是个渐进的过程。

欧洲发展光伏比较早,因此对运维也更加关注。随着2013年后,国内光伏电站逐步增多,光伏运维也开始兴起。

2014年开始,黄河水电与华为开始推行智能光伏概念,其中除了应用组串逆变器提升电站整体效率的同时,也将行业带入了运维2.0时代。业内通过集控中心来远程管理,保证电站的良好运行。

这阶段,光伏电站的管理运维向两个方向发展:

首先是电站开启数字化经营之路,向精细化管理迈进;

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