摘要：2021年9月，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)烷善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案》，提出鼓勵(lì)可再生能源的使用，支持可再生能源發(fā)展。在這樣的政策推動(dòng)下，光伏發(fā)電市場(chǎng)無(wú)疑將迎來(lái)高質(zhì)量發(fā)展的新機(jī)遇?，F(xiàn)結(jié)合山東博物館光伏電站日常管理的工作經(jīng)驗(yàn)以及其他項(xiàng)目的調(diào)研情況，剖析電站運(yùn)維過(guò)程中的幾點(diǎn)突出問(wèn)題并給予解決建議，希望能提升電站運(yùn)營(yíng)質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電事業(yè)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：文化公益場(chǎng)館；分布式光伏；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；運(yùn)維管理

0、引言

2021年9月，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)了《完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案》，提出到2035年，能源資源優(yōu)化配置、節(jié)約制度將更加成熟和定型。《山東省能源發(fā)展“十四五"規(guī)劃》明確提出，“十四五"期間，山東省將實(shí)施可再生能源倍增行動(dòng)，推進(jìn)工業(yè)廠房、商業(yè)樓宇、公共建筑、居民住宅等屋頂光伏建設(shè)，優(yōu)先發(fā)展“自發(fā)自用"分布式光伏。在這樣的政策推動(dòng)下，光伏發(fā)電市場(chǎng)將迎來(lái)高質(zhì)量發(fā)展的新機(jī)遇。

山東博物館太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)位于博物館頂層，實(shí)施區(qū)域面積約7000m2，光伏矩陣采用標(biāo)準(zhǔn)功率為180Wp的多晶硅光伏組件，共計(jì)39組2500塊，總裝機(jī)容量429kWp。項(xiàng)目于2010年7月建成投入使用，截至目前已持續(xù)運(yùn)行11年。結(jié)合電站日常管理的工作經(jīng)驗(yàn)以及其他項(xiàng)目的調(diào)研情況，本文將探討光伏電站日常運(yùn)維過(guò)程中需要注意的幾點(diǎn)問(wèn)題，為完善文化公益場(chǎng)館光伏發(fā)電運(yùn)營(yíng)體系助力。

1、并網(wǎng)光伏電站運(yùn)維過(guò)程中的突出問(wèn)題

1.1設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)籌性、前瞻性

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮方案實(shí)施的實(shí)際條件，如硬件設(shè)施、工作環(huán)境等，以發(fā)展的眼光規(guī)劃電站建設(shè)，既方便日常維護(hù)管理，又具備接駁未來(lái)先進(jìn)技術(shù)的能力。在山東博物館逆變器工作的11年內(nèi)，除日常維護(hù)外，機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備工作正常，室外則已大修兩次。事實(shí)證明，逆變器根據(jù)太陽(yáng)能電池板的單元?jiǎng)澐稚⒉荚趫?chǎng)區(qū)內(nèi)，位置設(shè)計(jì)不合理將給人員日常巡檢帶來(lái)不便；室外環(huán)境惡劣，風(fēng)沙、灰塵、水汽等容易進(jìn)入逆變器，如不采取防護(hù)措施，容易引發(fā)內(nèi)部電路故障；設(shè)備選型更換不匹配、不兼容，會(huì)影響系統(tǒng)發(fā)電效率，給電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患。

1.2生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)水平參差不齊

現(xiàn)階段，我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電已經(jīng)步入商業(yè)化應(yīng)用階段。光伏產(chǎn)品生產(chǎn)方面，市場(chǎng)供應(yīng)商良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大；技術(shù)服務(wù)方面，運(yùn)維單位綜合實(shí)力薄弱，人員的技能水平參差不齊，最終導(dǎo)致光伏電站在運(yùn)維管理中暴露出各種各樣的問(wèn)題。光伏電站建設(shè)初期，方案設(shè)計(jì)疏忽、設(shè)備質(zhì)量缺陷、施工質(zhì)量差等問(wèn)題給電站的后期運(yùn)維帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；日常管理中，電站工程師對(duì)于光伏產(chǎn)業(yè)了解不細(xì)致，職業(yè)素養(yǎng)低下，實(shí)操經(jīng)驗(yàn)匱乏，電站時(shí)常因操作不當(dāng)而引發(fā)技術(shù)故障，或者因監(jiān)測(cè)不到位而無(wú)法準(zhǔn)確判斷并消除故障，影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.3業(yè)主和維保單位權(quán)責(zé)劃分不清、管理混亂

良好的運(yùn)維管理制度是保證電站穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，扎實(shí)地執(zhí)行制度則是電站正常運(yùn)行的可靠保障。光伏電站運(yùn)維管理制度，主要是明確電站在運(yùn)行維保方面的管理細(xì)節(jié)，明確業(yè)主和維保單位在電站管理中的工作職責(zé)和處理權(quán)限。但是，當(dāng)前光伏電站運(yùn)行管理中確實(shí)存在權(quán)責(zé)不清、管理混亂的現(xiàn)象：?jiǎn)挝徊块T(mén)間的管理界面模糊不清甚至留有管理空白，制度權(quán)責(zé)不完善、不明晰，導(dǎo)致業(yè)主和維保雙方產(chǎn)生消極怠工的態(tài)度，在電站運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理和維護(hù)保養(yǎng)等方面相互扯皮；有的電站雖然制定了較為完善的運(yùn)維管理制度，但在人員落實(shí)方面存在缺位錯(cuò)位，懶散現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

1.4資產(chǎn)激勵(lì)策略不健全

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)有資產(chǎn)的管理研究習(xí)慣側(cè)重于資產(chǎn)顯性的投資收益，而隱性的、內(nèi)在的資產(chǎn)收益研究一直未引起足夠的重視。可再生能源開(kāi)發(fā)利用作為科室的主管經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目，在單位主體申報(bào)財(cái)政預(yù)算時(shí)，往往被納入整體運(yùn)行經(jīng)費(fèi)中，沒(méi)有體現(xiàn)其突出的重要性，導(dǎo)致資產(chǎn)管理經(jīng)常出現(xiàn)諸如績(jī)效考核目標(biāo)不清晰、重使用輕管理、經(jīng)費(fèi)被擠占、產(chǎn)出效益不高等現(xiàn)象。針對(duì)以營(yíng)利為目的的光伏電站，人們從投資者的角度完成了其運(yùn)作模式、管理機(jī)制、政策支持等投資策略的全過(guò)程研究，而“自產(chǎn)自用"模式下潛在的能源節(jié)約，也應(yīng)當(dāng)及時(shí)撥付運(yùn)維資金，積極探索可持續(xù)發(fā)展的資產(chǎn)激勵(lì)策略。

2、并網(wǎng)光伏電站運(yùn)維管理建議

2.1優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

文化場(chǎng)館設(shè)施平層面積大，屋面無(wú)遮擋，平面鋪開(kāi)優(yōu)勢(shì)明顯，適合釆用屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。新建場(chǎng)館建筑與光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，建筑外型協(xié)調(diào)美觀、供用電系統(tǒng)安全可靠；在既有建筑物上實(shí)施光伏建筑附加（BAPV）工程時(shí)也要綜合考慮結(jié)構(gòu)改造和電氣安全性。

根據(jù)光伏電站的實(shí)際工況，太陽(yáng)能機(jī)房宜設(shè)置在建筑屋頂或頂層，控制設(shè)備集中管理，優(yōu)化線路敷設(shè)方案，降低線路能耗，減少故障點(diǎn)。

逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)部有電容、顯示屏等電子元件，不耐高溫，宜集中安裝于屋面或頂層的機(jī)房?jī)?nèi)，遮陰避雨、防塵防濕、通風(fēng)散熱良好；安裝位置兼顧網(wǎng)點(diǎn)、組件兩者的距離，靠近網(wǎng)點(diǎn)則節(jié)約投資成本，靠近組件則電纜損耗低、施工方便。電池方陣的支架基座多采用現(xiàn)澆混凝土方式建設(shè)，澆筑過(guò)程中，建議添加適量的防水混合劑到混凝土內(nèi)，與屋面防水系統(tǒng)共同設(shè)計(jì)、集中施工，杜絕出現(xiàn)屋面雨水滲漏問(wèn)題。

2.2選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的光伏產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)

經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，我國(guó)光伏制造業(yè)已實(shí)現(xiàn)本土化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平和體系建設(shè)達(dá)到了世界水平，多晶硅材料、電池板組件、逆變器等生產(chǎn)成本下降明顯。巨大的市場(chǎng)發(fā)展前景也引發(fā)了行業(yè)思考：如何甄別眾多光伏產(chǎn)品的良莠，保證電站運(yùn)營(yíng)的壽命與品質(zhì)。

光伏電站的全壽命周期長(zhǎng)達(dá)二十余年，關(guān)鍵設(shè)備的品牌選擇和技術(shù)服務(wù)是決定電站收益的關(guān)鍵因素。由于技術(shù)的排他性，買方單位應(yīng)慎重選擇品牌，以明確的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)龐大的光伏市場(chǎng)進(jìn)行篩選，綜合考察品牌影響力、科研實(shí)力和企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ龋x擇合作意向目標(biāo)。以市場(chǎng)導(dǎo)向?yàn)橹骶€，兼顧成本控制和性能提升，優(yōu)先選擇擁有強(qiáng)大技術(shù)支撐和研發(fā)投入，在產(chǎn)品質(zhì)量上不斷提高的品牌企業(yè)作為長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作伙伴。

影響分布式光伏電站發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率，系統(tǒng)組件的選擇或更換要遵循規(guī)范要求，以逆變器為單元?jiǎng)澐肿酉到y(tǒng)，接入系統(tǒng)的組件電性能參數(shù)要盡可能一致。對(duì)于太陽(yáng)能電池板之類的核心產(chǎn)品要注重光電轉(zhuǎn)換效率，而對(duì)于質(zhì)量技術(shù)相對(duì)成熟的逆變器、變壓器、匯流箱、線纜等設(shè)備，在滿足設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍內(nèi)優(yōu)先選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。

2.3制定詳實(shí)可行的管理方案并執(zhí)行

文化單位要定期組織新能源相關(guān)政策，緊跟光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，制定符合自身場(chǎng)館特點(diǎn)的運(yùn)行、維護(hù)和檢修等中長(zhǎng)期規(guī)劃，做好電站營(yíng)運(yùn)管理工作。

制定詳實(shí)可行的管理方案，根本任務(wù)是保持國(guó)有資產(chǎn)的安全完整，不僅要重視約束維保單位，確保運(yùn)維質(zhì)量，更要明確產(chǎn)權(quán)單位自身的責(zé)任和義務(wù)，強(qiáng)化職員監(jiān)督管理的積極性和責(zé)任心。對(duì)于電站的整體管理與維護(hù)，國(guó)家近十年相繼出臺(tái)了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，細(xì)化巡檢周期、維護(hù)規(guī)則，規(guī)范電站信息化管理。

光伏電站的正常運(yùn)行，定期維護(hù)工作。維保單位要分析電站服役工況，檢查設(shè)備是否帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確查找故障原因，判定故障點(diǎn)位。要留意匯流箱、配電柜等箱體內(nèi)是否有積塵雜物、觸點(diǎn)松動(dòng)等，檢查線纜老化問(wèn)題，掌握電池板熱斑現(xiàn)象及逆變器元器件工作情況。在進(jìn)行維護(hù)與管理的同時(shí)，注意記錄電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如天氣條件、發(fā)電時(shí)間、發(fā)電量、負(fù)荷情況、設(shè)備不良故障等。詳實(shí)可靠的運(yùn)維記錄是判定系統(tǒng)工作是否正常的基本依據(jù)，有助于系統(tǒng)故障預(yù)判，從而及時(shí)制訂處理預(yù)案。

2.4完善資產(chǎn)激勵(lì)和效能評(píng)價(jià)體系

目前，我國(guó)對(duì)公共建筑能效提升的激勵(lì)手段主要為財(cái)政補(bǔ)貼兇?！笆奈?期間，光伏發(fā)電將實(shí)現(xiàn)無(wú)補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)，相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼政策陸續(xù)停止，公共建筑節(jié)能降耗將面臨著激勵(lì)不足等問(wèn)題。如何讓光伏發(fā)電保值增值，確定科學(xué)的資產(chǎn)激勵(lì)方案迫在眉睫。

資產(chǎn)激勵(lì)，大部分產(chǎn)權(quán)單位側(cè)重于設(shè)備的維護(hù)責(zé)任，強(qiáng)調(diào)安全可靠，而諸如光伏發(fā)電等利用可再生能源進(jìn)行節(jié)能降耗的資產(chǎn)具有隱性產(chǎn)出的特點(diǎn)，設(shè)備收益較易被忽視。

資產(chǎn)激勵(lì)的對(duì)象主要是產(chǎn)權(quán)單位。一方面，應(yīng)注重資產(chǎn)的保值性，防止資產(chǎn)流失。公益類事業(yè)單位的經(jīng)費(fèi)主要來(lái)源于公共財(cái)政，政府決策經(jīng)費(fèi)的分配比例時(shí)，應(yīng)留意開(kāi)發(fā)利用可再生能源項(xiàng)目的資金申請(qǐng)，將節(jié)能降耗項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)單獨(dú)列支，優(yōu)先予以保證，充足的運(yùn)維資金是項(xiàng)目保值運(yùn)行的前提條件。另一方面，要維持資產(chǎn)的增值性，確保持久穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于有條件、有能力開(kāi)展碳中和的文化公益場(chǎng)館，將節(jié)能降耗作為主評(píng)項(xiàng)或者加分項(xiàng)納入單位的年度績(jī)效考核計(jì)劃中，制定科學(xué)的績(jī)效激勵(lì)標(biāo)準(zhǔn)，量化測(cè)評(píng)指標(biāo)，用好獎(jiǎng)懲項(xiàng)，提升資產(chǎn)激勵(lì)的導(dǎo)向性，促進(jìn)可再生能源在公共建筑中的應(yīng)用廣度和深度。

文化場(chǎng)館具有建筑體量大、能耗強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)“自產(chǎn)自用"，減輕負(fù)荷用電的部分壓力。在健全的政策激勵(lì)下，產(chǎn)權(quán)單位能夠從光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)維實(shí)況中獲取準(zhǔn)確的反饋信息，查找客觀事實(shí)與設(shè)計(jì)初衷的差距，得出正反兩面的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，形成項(xiàng)目效能評(píng)估報(bào)告，凸顯設(shè)備隱性的經(jīng)濟(jì)效益。效能評(píng)價(jià)對(duì)運(yùn)維方案的完整性和系統(tǒng)性具有重要的意義，有益于業(yè)主各個(gè)方位剖析管理方案，調(diào)動(dòng)和提高人員的工作積極性和職責(zé)意識(shí)，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)理念和節(jié)能技術(shù)；推動(dòng)運(yùn)維企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量，規(guī)范員工的工作行為，避免出現(xiàn)權(quán)責(zé)不清、管理混亂的局面，將光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益發(fā)揮到較佳。

3、安科瑞分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)介紹

3.1概述

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)通過(guò)監(jiān)測(cè)光伏站點(diǎn)的逆變器設(shè)備，氣象設(shè)備以及攝像頭設(shè)備、幫助用戶管理分散在各地的光伏站點(diǎn)。主要功能包括：站點(diǎn)監(jiān)測(cè)，逆變器監(jiān)測(cè)，發(fā)電統(tǒng)計(jì)，逆變器一次圖，操作日志，告警信息，環(huán)境監(jiān)測(cè)，設(shè)備檔案，運(yùn)維管理，角色管理。用戶可通過(guò)WEB端以及APP端訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電收益。

3.2應(yīng)用場(chǎng)所

目前我國(guó)的兩種分布式應(yīng)用場(chǎng)景分別是：廣大農(nóng)村屋頂?shù)膽粲霉夥凸ど虡I(yè)企業(yè)屋頂光伏，這兩類分布式光伏電站今年都發(fā)展迅速。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計(jì)量?jī)x表，通過(guò)網(wǎng)關(guān)將采集的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)管理。用戶可以通過(guò)PC訪問(wèn)平臺(tái)，及時(shí)獲取分布式光伏電站的運(yùn)行情況以及各逆變器運(yùn)行狀況。平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)如圖所示。

3.4系統(tǒng)功能

AcrelCloud-1200分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)軟件采用B/S架構(gòu)，任何具備權(quán)限的用戶都可以通過(guò)WEB瀏覽器根據(jù)權(quán)限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內(nèi)各建筑的光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網(wǎng)、當(dāng)前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

3.4.1光伏發(fā)電

3.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數(shù)量，裝機(jī)容量，實(shí)時(shí)發(fā)電功率。

●累計(jì)日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計(jì)社會(huì)效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

3.4.1.2電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當(dāng)前光伏電站發(fā)電功率，補(bǔ)貼電價(jià)，峰值功率等基本參數(shù)。

●統(tǒng)計(jì)當(dāng)前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●顯示當(dāng)前光伏電站逆變器接入數(shù)量及基本參數(shù)。

3.4.1.3逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數(shù)顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過(guò)曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側(cè)電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數(shù)查詢。

3.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選電站的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

3.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計(jì)

●展示所選逆變器的時(shí)、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計(jì)報(bào)表

3.4.1.6配電圖

●實(shí)時(shí)展示逆變器交、直流側(cè)的數(shù)據(jù)。

●展示當(dāng)前逆變器接入組件數(shù)量。

●展示當(dāng)前輻照度、溫濕度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)。

●展示逆變器型號(hào)及廠商。

3.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側(cè)電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

3.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時(shí)間、內(nèi)容、發(fā)送結(jié)果、回復(fù)等。

●平臺(tái)運(yùn)行日志：查看儀表、網(wǎng)關(guān)離線狀況。

●報(bào)警信息：將報(bào)警分進(jìn)行分級(jí)處理，記錄報(bào)警內(nèi)容，發(fā)生時(shí)間以及確認(rèn)狀態(tài)。

3.4.3運(yùn)行環(huán)境

●視頻監(jiān)控：通過(guò)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的視頻攝像頭，可以實(shí)時(shí)監(jiān)視光伏站運(yùn)行情況。對(duì)于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺(tái)控制功能。