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        為什么要做大數(shù)據(jù)分析

        和所有的產(chǎn)品一樣，在使用多年以后，總會出現(xiàn)這樣或那樣的問題，光伏組件的發(fā)電效率、匯流箱、電纜、逆變器等電器元件的可靠性會逐步降低，特別是惡劣的西部環(huán)境，光伏電站的發(fā)電量也隨之逐年遞減。

        除去自然老化的因素之外，還有光伏組件、匯流箱、逆變器、變壓器的質(zhì)量問題、施工建設(shè)的安裝問題，組件表面的灰塵、組串的串并聯(lián)損失、光伏直流及交流線纜的損失等多種因素，同時光伏電站在運(yùn)行中還存在各種缺陷、故障。

        光伏電站的容量一般較大，光組件數(shù)量在幾萬到幾十萬之多，如果光伏電站的某個支路發(fā)生了故障，靠傳統(tǒng)的人為方法在線下一個個的支路去排查、去診斷是不太現(xiàn)實(shí)的，非常耗費(fèi)時間和精力。

        因此，光伏電站必須要有科學(xué)合理可行的運(yùn)維管理方法和手段，才能快速的找到問題，并且及時進(jìn)行處理，保證電站在正常衰減外的平穩(wěn)運(yùn)行。

        解決上述問題，需要做到有的放矢地進(jìn)行運(yùn)維工作，提高運(yùn)維效率，就需要通過相應(yīng)手段快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)異常、定位異常。

        這個手段就是大數(shù)據(jù)分析，將大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用到運(yùn)維是所有運(yùn)維工作中一個重要的組成部分，通過對光伏設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，并且判斷問題所在位置，結(jié)合現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)問題原因，進(jìn)而找到處理辦法。

        做大數(shù)據(jù)分析的一般方法

        光伏電站一般就地安裝一套監(jiān)控系統(tǒng)，用來監(jiān)控站內(nèi)箱變、逆變器、匯流箱、各個支路的運(yùn)行情況。對于運(yùn)維企業(yè)，為了管理分布在全國各地的光伏電站，一般需要安裝遠(yuǎn)程管理平臺，集監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)運(yùn)行分析系統(tǒng)為一體，總部人員不需要親自到電站，就可以遠(yuǎn)程對電站實(shí)時的發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并可以通過各個電站的生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)的分析比較來初步判斷電站的運(yùn)行管理情況。

        由于光伏電站積累的原始數(shù)據(jù)冗余繁多，且單純的原始數(shù)據(jù)沒有分析的意義。因此，原始數(shù)據(jù)收集以后需要經(jīng)過篩選和處理，初步統(tǒng)計出需要的數(shù)據(jù)。例如某中型光伏電站的逆變器記錄的原始數(shù)據(jù)有一萬多項(xiàng)，但具有實(shí)際意義的是功率、時間、發(fā)電量、組串電流和組串電壓等；環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)主要需要的是水平面輻射數(shù)據(jù)、光伏斜面輻射數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度數(shù)據(jù)、風(fēng)速風(fēng)向等。

        從原始數(shù)據(jù)中篩選初步統(tǒng)計出需要的數(shù)據(jù)后，下一步就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算，成為具備可比性的數(shù)據(jù)。

如測得的水平面太陽輻照度、水平面散射輻照度、法向直接輻照度，經(jīng)過處理和計算得到光伏組件陣列面實(shí)際接收的輻照度和輻射量，對于山地光伏電站，由于組件的朝向傾角不一致，就可以計算得到不同傾角或朝向的陣列的輻射水平，發(fā)電能力的比較就可以除傾角或朝向的差異。

        通過實(shí)測光伏陣列輸出功率、發(fā)電量數(shù)據(jù)，計算得到光伏方陣的實(shí)際系統(tǒng)效率、歸一化系統(tǒng)效率，將各個方陣的的發(fā)電量歸一化處理為標(biāo)準(zhǔn)等價發(fā)電時數(shù)等等。

        在得到了上述的數(shù)據(jù)后，就可以用于分析電站的實(shí)際發(fā)電能力情況。

        通過歸一化處理后的發(fā)電時數(shù)，可以橫向比較電站各個方陣的運(yùn)行情況；通過系統(tǒng)效率可以縱向比較方陣的發(fā)電能力是否達(dá)到設(shè)計要求。

        在找到發(fā)電能力落后的方陣后，就可以進(jìn)一步仔細(xì)分析該方陣的原始數(shù)據(jù)，并且運(yùn)維人員可以有重點(diǎn)的關(guān)注和檢查方陣的各個設(shè)備和環(huán)節(jié)，從而找到其發(fā)電量能力落后的原因。

        部分光伏電站存在的問題

1）大部分光伏電站的輻射儀器是采用國產(chǎn)的設(shè)備，由于價格便宜，精度較差，造成輻射儀器的數(shù)據(jù)與實(shí)際偏差較大，不能用于準(zhǔn)確的計算電站的系統(tǒng)效率。山地光伏電站由于角度和朝向比較多，輻照儀一般固定于某一個角度安裝，所采集的輻射數(shù)據(jù)用來計算系統(tǒng)效率，可能不能準(zhǔn)確的反映電站的真實(shí)系統(tǒng)效率。較好是通過水平面-請寫明的輻射轉(zhuǎn)換算法去計算不同角度和朝向的輻射量，計算出理論發(fā)電量，實(shí)際發(fā)電量與理論發(fā)電量之比就是真實(shí)的系統(tǒng)效率。

2）部分集中式光伏電站由于采用了傳統(tǒng)的非智能匯流箱，因此組串的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行監(jiān)控，從后臺只能看到逆變器級的數(shù)據(jù)，因此某個支路發(fā)生了故障，后臺是很難分析出來的。因此傳統(tǒng)的匯流箱需要通過相應(yīng)的技改，增加通訊模塊，這樣后臺的數(shù)據(jù)才能監(jiān)控到每一串。

3）另外部分光伏電站雖然有了智能匯流箱，但是通訊模塊一直不穩(wěn)定，或者數(shù)據(jù)采集的精度級別不夠，造成后臺顯示的電流和實(shí)際用鉗形表測試的電流差異較大。這樣也是不利于后臺通過數(shù)據(jù)分析來診斷組串的運(yùn)行好壞。

        部分運(yùn)維管理系統(tǒng)的通病

        由于光伏電站會產(chǎn)生大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)收集、分類統(tǒng)計、處理計算和分析過程，必須要采用計算機(jī)軟件進(jìn)行或輔助處理。現(xiàn)在市場有很多供應(yīng)商提出了所謂的“智能光伏解決方案”，其“智能”程度主要是做到將原始數(shù)據(jù)收集存儲。少部分有一些統(tǒng)計分析的場景，例如清洗、低效，但是難以達(dá)到運(yùn)維真正需要的程度。有的“智能光伏”解決方案考慮到了一些對原始數(shù)據(jù)的處理計算，但是還是比較粗獷，如某電站之前使用的某廠商的智能光伏監(jiān)控平臺，不符合電站跟蹤式光伏和聚光光伏的實(shí)際情況，所謂的“智能”數(shù)據(jù)不具備參考價值。

        由于“智能光伏解決方案”供應(yīng)商光伏發(fā)電知識和實(shí)際電站運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的欠缺，不清楚電站用戶的真正需求，而大多數(shù)光伏電站用戶也不重視科學(xué)運(yùn)營，提不出自己清晰的需要，造成了做出來的運(yùn)營平臺產(chǎn)品并不是很接地氣，還需要不斷摸索和完善。

        在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，根據(jù)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是否允許通過配電變壓器向主電網(wǎng)饋電，一般分為可逆流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和不可逆流光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。

        在電力系統(tǒng)中，一般都是由配電變壓器向電網(wǎng)內(nèi)各負(fù)載送電，稱為正向電流。安裝光伏電站后，當(dāng)光伏系統(tǒng)功率大于本地負(fù)荷的功率時，消納不完的電力要送入電網(wǎng)，由于電流方向和常規(guī)不一樣，所以叫逆流。不可逆流光伏系統(tǒng)是指光伏系統(tǒng)的發(fā)電量始終小于或等于負(fù)荷的用電量，發(fā)電量不足時由電網(wǎng)供電，即光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)并接一起向負(fù)荷供電。

        光伏逆變器在將光伏組件產(chǎn)生的直流電變換成交流電時，會夾雜有直流分量和諧波；同時，剩余光伏電力通過配電變壓器向大電網(wǎng)送電存在不可調(diào)度的情況。所以，目前部分電力部門只允許光伏系統(tǒng)并入市電電網(wǎng)，但不允許剩余電力通過配電變壓器向大電網(wǎng)饋電。防逆流裝置正是為了解決這類問題而產(chǎn)生的。

        一、太陽能光伏設(shè)備由哪些部件組成？

        整套設(shè)備由太陽能電池組件、支架系統(tǒng)、逆變器、電氣配電系統(tǒng)等組成，1到3天可以完成設(shè)備的安裝、調(diào)試，無需對家庭原有線路做任何的改動，即可正常使用25年左右。

        二、安裝太陽能光伏設(shè)備需要什么條件？

       只要您家具備一定面積無遮擋的平面、斜坡或外墻面條件，均可以申請安裝，不破壞屋頂和防水。

        三、屋頂分布式光伏系統(tǒng)？會不會有違建風(fēng)險？

        目前分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展好幾年了，已經(jīng)有了非常成熟的市場經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計及技術(shù)上也是非常合理的，不用改造房屋，可以根據(jù)不同的建筑物環(huán)境來設(shè)計安裝方案。不僅是自建房常見的混凝土屋頂，別墅的琉璃瓦斜屋頂，還是工廠屋頂?shù)牟输撏呶蓓敚际强梢岳媒ㄔO(shè)分布式光伏的。

        對于建筑物上發(fā)展分布式光伏，國家是大力支持的，出臺了各類的支持文件，沒有違建風(fēng)險。電網(wǎng)公司在并網(wǎng)驗(yàn)收方面也是鼓勵支持，分布式光伏只要建好了就可以和電網(wǎng)公司公司申請并網(wǎng)，沒有指標(biāo)限制。

        四、安裝一套太陽能光伏發(fā)電設(shè)備需要投入多少？

        根據(jù)安裝功率，基本型目前每千瓦安裝費(fèi)用為一萬元左右，一般別墅家用太陽能光伏發(fā)電設(shè)備功率在5至8千瓦范圍，全部投入在6到10萬元。一般農(nóng)村家用太陽能光伏發(fā)電設(shè)備功率在3至5千瓦范圍，全部投入在3到5萬元。（實(shí)際價格根據(jù)工程實(shí)際情況有所調(diào)整）。

        五、初始投資那么貴，三五萬元都可以用十多年電費(fèi)了，會虧本嗎？

        光伏發(fā)電的收益不僅僅是節(jié)省電費(fèi)收益這一項(xiàng)，還有國家補(bǔ)貼，部分還有地方補(bǔ)貼。根據(jù)自發(fā)自用余電上網(wǎng)的模式，光伏發(fā)電總收益=節(jié)省電費(fèi)開支+多余賣電收益+國家補(bǔ)貼+地方補(bǔ)貼。這樣算下來，全國大部分地區(qū)5-8年就能收回成本了，帶來25年穩(wěn)定的現(xiàn)金流，光伏發(fā)電的收益率還是不錯的。

        關(guān)于光伏發(fā)電的成本問題，一套光伏發(fā)電系統(tǒng)，主要材料占系統(tǒng)總價70%，安裝費(fèi)占10%，剩余的部分為支持企業(yè)正常運(yùn)營的費(fèi)用。針對于農(nóng)村用戶，國家已經(jīng)出臺了陽光貸款服務(wù)，更有光伏扶貧政策，未來不遠(yuǎn)我們每家每戶都能裝得起光伏發(fā)電了。

        六、壽命太低了，而且后期維護(hù)費(fèi)事費(fèi)力。萬一遇到什么災(zāi)害，就賠本了？

        一套光伏發(fā)電系統(tǒng)可正常發(fā)電25年以上，如果在嚴(yán)格選擇合格的產(chǎn)品，系統(tǒng)集成商可以基本保證后期沒有額外的維修費(fèi)用。大部分品牌企業(yè)均對生產(chǎn)的光伏組件提供有限發(fā)電質(zhì)保，20年發(fā)電衰減不會過標(biāo)稱功率的20%。

        關(guān)于這個抵抗自然災(zāi)害的能力，今年珠三角過境14級史上強(qiáng)臺風(fēng)，竟沒有一個電站出問題，都運(yùn)行平穩(wěn)。事實(shí)證明，按照科學(xué)的設(shè)計方案建設(shè)，光伏電站抵抗自然災(zāi)害能力是沒問題的。

        七、現(xiàn)在是有國家補(bǔ)貼，萬一哪天取消了呢？

        關(guān)于補(bǔ)貼問題，國家對于自發(fā)自用模式補(bǔ)貼0.42元/度的期限是20年，現(xiàn)在建站后，未來20年都是領(lǐng)取0.42元的度電補(bǔ)貼；如果未來某天取消了補(bǔ)貼，之前的建設(shè)的電站都不受影響，只是之后再建光伏電站就享受不到補(bǔ)貼了。所以說抓住現(xiàn)在的補(bǔ)貼投資光伏電站，是黃金時機(jī)。

        分布式光伏發(fā)電還是很廣闊的，但任何新生事物的發(fā)展道路都不會是一帆風(fēng)順的。未來老百姓接受多了，家庭和工商業(yè)屋頂安裝的多了，人們就會感受到光伏發(fā)電帶來的生活改變。

        八、如何看待有報道說“生產(chǎn)光伏電池組件時消耗大量能源”的消息？

        光伏電池在生產(chǎn)過程中確實(shí)要消耗一定的能量，其中工業(yè)硅提純、高純多晶硅生產(chǎn)、單晶硅棒/多晶硅錠生產(chǎn)三個環(huán)節(jié)的能耗較高。但是光伏電池在20年的使用壽命期內(nèi)能夠不斷產(chǎn)生能量。據(jù)測算，在我國平均日照條件下，光伏發(fā)電系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)能量回報過其能源消耗的15倍以上。在北京以傾角安裝的1千瓦屋頂光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的能量回收期為1.5-2年，遠(yuǎn)低于光伏系統(tǒng)的使用壽命期。也就是說，該光伏系統(tǒng)前1.5-2年發(fā)出的電量是用來抵消其生產(chǎn)等過程消耗的能量，1.5-2年之后發(fā)出的能量都是純產(chǎn)出的能量。所以，應(yīng)該從全生命周期的角度評價光伏電池的能耗。

        九、我們有多少太陽光可以利用？它能夠成為未來主導(dǎo)能源嗎？

        地球表面接受的太陽能輻射能夠滿足全球能源需求的1萬倍。地表每平方米平均每年接收到的輻射大約在1000-2000kWh之間。國際能源署數(shù)據(jù)顯示，在全球4%的沙漠上安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，就足以滿足全球能源需求。光伏發(fā)電具有廣闊的發(fā)展空間（屋頂、建筑面、空地和沙漠等），潛力十分巨大。

        據(jù)初步統(tǒng)計，我國僅利用現(xiàn)有建筑屋頂安裝分布式光伏發(fā)電，其市場潛力就大約為3億千瓦以上，再加上西部廣闊的戈壁，光伏發(fā)電市場潛力約為數(shù)十億千瓦以上。隨著光伏發(fā)電的技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模化應(yīng)用，其發(fā)電成本還將進(jìn)一步降低，成為更加具有競爭力的能源供應(yīng)方式，逐步從補(bǔ)充能源過渡為替代能源，并極有希望成為未來的主導(dǎo)能源。

　　我國一直是光伏大國，但在2011年以前只能算是制造大國。

　　“2011年，我國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)已快速發(fā)展，而此時我國的光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)剛起步。”劉純告訴記者，“當(dāng)時全球都是分布式光伏，而我國的特點(diǎn)是大規(guī)模集中式開發(fā)、遠(yuǎn)距離傳輸，面臨著國外沒有的挑戰(zhàn)。”

　　與煤電相比，光伏發(fā)電主要受到太陽的影響，因此它的“出力”不像常規(guī)發(fā)電那樣可控，呈現(xiàn)出一定的波動性和間歇性，如此不穩(wěn)定的電源接入到電網(wǎng)，勢必對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定產(chǎn)生一定的影響。

        連日來，在城東街道的正泰“農(nóng)光互補(bǔ)”光伏發(fā)電項(xiàng)目基地，種植的1500畝油菜花陸續(xù)盛開，金黃色的油菜花與藍(lán)色的光伏板交相輝映，猶如一幅豐收喜人的油畫，美不勝收。

        正泰150兆瓦“農(nóng)光互補(bǔ)”光伏發(fā)電項(xiàng)目占地約4500畝，在這塊含鹽量遠(yuǎn)超一般土地的灘涂鹽堿地上，采取框架上清潔發(fā)電、框架下農(nóng)業(yè)種植的方式，打造智慧型農(nóng)光互補(bǔ)光伏電站，目前年均發(fā)電量約為1.8億度，“光伏+”項(xiàng)目油菜花和海水稻交叉種植，附加“魚稻共生”和“禽稻共生”產(chǎn)業(yè)衍生，打造特色的美麗田園。

        根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截至2019年底，全國光伏發(fā)電累計裝機(jī)達(dá)到20430萬千瓦，其中集中式光伏14167萬千瓦，分布式光伏6263萬千瓦。

        在慶祝光伏裝機(jī)突破200GW、完成“十三五”規(guī)劃目標(biāo)的同時，我們也要看到，部分電站仍處于“運(yùn)維不合格”狀態(tài)。以筆者對下游電站進(jìn)行調(diào)研時了解的情況看，草木遮擋、鳥糞污染、設(shè)備故障、零部件溫度異常等現(xiàn)象比較常見，此外，部分電站運(yùn)維頻率偏低、運(yùn)維管理手段簡單，沒有及時發(fā)現(xiàn)電站運(yùn)行過程中的問題，無法發(fā)揮光伏電站的，甚至給業(yè)主造成損失。

        如何提升光伏電站運(yùn)維效率，從而提升系統(tǒng)發(fā)電量？陽光電源旗下合肥陽光智維科技有限公司全球光伏運(yùn)維總監(jiān)韓志淵表示，在平價上網(wǎng)即將來臨之際，我們需要以精細(xì)化運(yùn)維和技術(shù)方案應(yīng)用迭代傳統(tǒng)運(yùn)維，為全球光伏電站資產(chǎn)提供覆蓋全生命周期的規(guī)范化、體系化托管運(yùn)維解決方案，有效提升光伏系統(tǒng)效率和電站運(yùn)維效率，降低度電成本，以運(yùn)維助力光伏電站資產(chǎn)運(yùn)營降本增效。

        韓志淵認(rèn)為，光伏電站運(yùn)維大體分為規(guī)范化、精細(xì)化、個性化三個等級。具體到電站運(yùn)營管理的操作層面來說，“規(guī)范化”近似等同于“標(biāo)準(zhǔn)化”，即通過成體系的管理制度文件和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)光伏電站常規(guī)資產(chǎn)管理的流程、標(biāo)準(zhǔn)的建立和統(tǒng)一。考慮到目前光伏電站的類型、建設(shè)質(zhì)量、工況等各方面差異性普遍較大，水平參差不齊，可以預(yù)見，“部分電站的執(zhí)行情況與標(biāo)準(zhǔn)間存在差異”幾乎是必然存在，更高一級的精細(xì)化管理成了比較現(xiàn)實(shí)的方案。

        什么叫精細(xì)化管理？韓志淵的定義是：

        通過實(shí)際執(zhí)行與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)之間的對比來尋找差異，通過對差異進(jìn)行深入分析引導(dǎo)管理觸角精準(zhǔn)下沉，再通過“落實(shí)責(zé)任、解決問題、細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)”等過程來差異，以提高整體水平，進(jìn)一步提高標(biāo)準(zhǔn)并尋找新的差異，如此形成良性改進(jìn)循環(huán)。

        韓志淵將精細(xì)化管理具體到3個方面：顆粒度、差異化。他解釋說，“顆粒度”要求管理工作更細(xì)致，權(quán)責(zé)區(qū)分更明確。隨著顆粒度不斷提高，信息量以及管理工作量也隨之暴增，對我們的工作能力、工作方式、生產(chǎn)工具提出了更高的要求。“信息化、自動化、智能化的軟件工具已成為必需品，陽光電源自主研發(fā)的iSolarCloud智慧能源管理平臺則為精細(xì)化管理的開展提供了良好的支撐。”

        提高顆粒度、差異化對待的過程，將同時帶來信息量、決策量、執(zhí)行量的暴增。為適應(yīng)管理工作量的增加，避免管理體系被暴增的工作量“沖垮”，企業(yè)需要在決策、執(zhí)行、創(chuàng)新等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更能。韓志淵表示，前面兩項(xiàng)直接決定了精細(xì)化管理的效果，而創(chuàng)新的思維和行動則決定了我們是否能夠解決那些已被發(fā)現(xiàn)的問題，避免行動停滯，從而能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化管理的不斷推進(jìn)和深入。

        據(jù)介紹，陽光智維作為老牌的專業(yè)光伏電站運(yùn)維服務(wù)商，平臺接入總量過15GW，在全國擁有300多個服務(wù)站點(diǎn)，對各環(huán)節(jié)均有過一定深度的研究，其中尤其以“運(yùn)行維護(hù)”和“技術(shù)改造”方面的經(jīng)驗(yàn)豐富。“在精細(xì)化運(yùn)維方面，我們是非常專業(yè)的。”

        2020年是光伏從國家補(bǔ)貼到平價上網(wǎng)過渡的關(guān)鍵之年。與一家專業(yè)的運(yùn)維企業(yè)合作，意味著更高的發(fā)電量和預(yù)期的收益，是一個“讓資產(chǎn)增值”的重要過程。作為電站業(yè)主，你想好要與哪家運(yùn)維企業(yè)合作了嗎？