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浅析光伏平价上网、高效技术运营和智能化运维
索比光伏网 | 来源:索比光伏网 浏览次数:335 发布时间:2019年5月23日
摘要:

随着主管部门公布首批平价上网项目信息,中国光伏进入竞价补贴项目与平价项目共存的时代。

  随着主管部门公布首批平价上网项目信息,中国光伏进入竞价补贴项目与平价项目共存的时代。

  对项目业主来说,他们最关心的是电站投资收益,这与设计方案、建设施工质量、零部件选型、运维管理水平都有非常密切的关系。

  如何尽可能降低度电成本,提高项目收益?我们采访了北京鉴衡认证中心副主任纪振双,倾听他对平价上网、高效技术运营和智能化运维的独特见解。

  记者:“平价上网”是光伏企业共同的目标,对于首批平价上网项目,在设计、施工阶段有哪些问题需要重视?

  纪振双:未来相当长时间内,降本仍将是产业发展的首要任务,但需要特别注意以下几点:

  1、降本的重心应逐步从设备端转移到系统端。总体看,通过压低设备采购价格实现系统降本的空间在逐步收窄;而通过系统优化,特别是系统端的技术进步及设计、施工、运维过程管控水平的提升,达到降本目的的空间还较大

  2、要平衡考虑,同步降低系统初装和后期运营成本。目前的实际工作中,过于强调初装成本的降低,而对后期运维成本的降低和整个运营期发电量的保证考虑不够。如果引入人工智能、大数据等数字化信息技术,让运维更加高效智能,无疑将减少设备故障带来的发电量损失,提升收益率

  3、要切实提高电站建设过程的精细化水平,总体看,我国光伏电站建设过程的管控还很粗糙,电站设计、施工和运维过程的受控程度远未达到合理的水平;平价初期,挤压边际成本可能会成为降低LCOE的重要方式之一,只有精耕细作、精打细算,才可能实现预期、合理的收益

  记者:在设计阶段,哪些问题容易被忽略?

  纪振双:目前,总体看,电站设计的精细化程度还不够,实际工作中,容易被忽略的细节问题较多,例如:

  1、复杂站址条件下,对阵列微观选址的重视程度不够,特别对中东部的屋面和山地电站

  根据鉴衡对100多个复杂站址条件电站检测结果的统计分析,部分电站的局部区域,由于朝向不同、位置差异、周边遮挡等因素导致的电站不同阵列的效率或发电量差异在10%以上,个别达到20%以上,意味着,局部、性能较差区域会收不抵支,并拉低整个电站的收益水平。

  2、对电站防雷设计的重视程度不够,特别对屋面和施工条件比较差的电站

  根据鉴衡的对电站的检测结果,整体看,对光伏区的防雷,从标准到实际设计,都有一些细节问题需要研究和注意。包括引雷方式、引下及连接导体、接地,以及防雷器的选择、有利于减少环区感应面积的线缆连接和走线方式等。目前,国内电站已出现几起,由于防雷设计问题导致的设备雷击事故,特别要引起注意。

  记者:1500V等先进技术在国内电站的应用比例偏低,问题出在哪?该如何解决?

  纪振双:同样的装机量,1500V系统可以降低线缆及方阵平衡部件的安装数量,增加单位土地面积的功率密度,减少电能损失,进而降低系统造价,理论上说得通,实践中做得到。但是国内1500V系统的应用比例偏低,可能有以下两方面的原因:

  1、近几年,国内光伏的主战场在向中东部转移,适合于1500V建设的应用场景在减少

  2、担忧1500V系统的安全保障能力。要想扩大1500V的应用比例,一是需要从系统设计的角度做文章,包括改变原有的系统结构;二是进一步提高设备安全方面的可靠度。

  记者:那您认为,应该如何提升1500V技术的安全性、可靠性?

  纪振双:平价或低价后,光伏多样化发展的趋势会更加明显,包括应用场景、系统设计、设备形式。目前,1000V直流电压等级为光伏发电的主流形式,毋庸置疑,在有条件的场景下,采用1500V甚至更高等级的直流系统电压,有利于提高系统效率、降低系统成本。中长期看,1500V及更高电压等级系统的应用比例会增加,但需要注意:

  1、要切实保证系统及其设备的电气安全水平,包括电气连接、隔离器件和安全附件

  2、进一步提高工程施工和安装过程的精度。近几年,鉴衡认证中心也在开展应用于1500V系统的设备认证及系统的检测和评估工作,并发布了用于1500V系统的设备认证和评估的技术规范,截至目前,鉴衡已向20多家组件企业、几百个型号的组件产品,10多家逆变器和汇流箱企业、50多个型号的产品,颁发了1500V系统用产品认证证书。总体看,1500V系统产业链和标准已经成熟,一些关键设备,特别是一线品牌的设备完全可以满足系统安全运行的需要。需要注意的是系统施工和安装过程的质量控制,根据鉴衡的经验,在已投用的1500V系统中,相较1000V系统,由于施工和安装质量导致的电气安全故障和隐患偏多。

  记者:从第一批领跑者追求零部件效率,到第二、三批领跑者追求系统效率,再到现在平价上网基地追求最低LCOE,鉴衡认证经历了全部过程。如何看待光伏电站建设理念的变化?

  纪振双:领跑者基地建设在推动我国光伏产业技术进步,降低光伏发电成本方面发挥了不可替代的作用,在引导产业发展方向上,也产生了积极而深远的影响。回顾前三批领跑基地的建设过程,有以下几点特别体会:

  1、效率的持续提升是产业发展的“命脉”。任何发电形式,持续提高发电效率都是永恒的主题。以发展历史最长的火电为例,近些年,通过采用超超临界发电技术,机组的净效率较采用常规编数的超临界机组提高8%以上。对光伏而言,能量转换效率低是其短处之一,将效率提升作为产业技术发展的主攻方向是必然选择。

  需要提醒的是:实际应用中,实验室效率不等于现场运行效率,设备效率不等于系统效率,系统效率不等于发电量。光伏行业应把着眼点从注重单体设备和初始效率的提升,转移到提高寿命期单位可利用面积的产出上,并以此为主线,按照系统最佳的原则,考虑系统及其分子系统和设备的配置和设计。

  2、性价比才是““王道”。“物美价廉”是对生活和消费品最普适的评价标准,同样适用于光伏产品。近两年,单晶与多晶、普通效率与高效组件间的价格比较,组件实验室效率与实际运行效率的比较,成为热议的话题;在系统端,系统效率或性能比(PR)与项目经济性的关联也是行业讨论的重点。无论是设备端,还是系统端,讨论或争议的核心是性价比问题。光伏产业发展和项目建设也要符合经济规律,无需争论,需要提醒的是:一要综合考虑整个运营期的投入和产出;二是讨论问题时,多接地气,少点纸上谈兵。

  3、跨界整合、协同发展,经济和社会效益并重,已成为提高产业竞争力的重要抓手。与其他发电形式比较,占地广、土地利用效率低是光伏的短处之一。光伏与各类建筑,农、牧、渔及其他种养殖业,环境或生态治理融合或整合发展,取得复合或叠加收益,包括摊薄项目建设和运营成本,已成为产业发展的取向之一,这一点,在前三批领跑者基地建设中已有充分体现。

  4、平价路上,高效、安全、可靠,“领跑”+“长跑”,一个不能少。如前所述,提效是产业发展的永恒主题,但不意味“效率独大”的局面会持续下去。产业处于不同发展阶段,需要解决的重点问题或工作重心会不断调整。从已发布月报的基地项目看,有些项目已暴露出由于安全或可靠性问题导致系统故障多、实际运行效率低、发电量异常波动等方面的问题,需要引起足够的重视。

  目前,市场上充斥着大量没有经过专业机构检测认证的劣质光伏产品,故障率明显高于正常水平,却没有足够的售后保障。2017上半年,鉴衡采集了150个电站的数据。以逆变器为例,故障发电量损失率平均水平在1.5%左右,较好水平在0.5%,而华为这样处于行业标杆水平的,故障率只有0.3%。另外有一组真实客观的数据,我们常用数据采集的完整率来判断整个监控系统作用到底怎么样。这个里面包括监控项目内容和我们数据采集的完整率,业内平均的水平是85%,华为则达到95%以上。所以,在设备选型阶段,一定要选择大品牌、故障率低、数据采集完整的优质产品,这是降低度电成本、保障项目收益的基本前提。

  记者:华为等逆变器企业对运维越来越重视,甚至开始运用AI智能识别、I-V诊断等方式进行高效运维,如何评价这种趋势?

  纪振双:电池和组件是光伏最小的发电单元,光伏发电系统是由若干组件及能量平衡和转换设备串、并接而成,散、杂是光伏最大的结构特点。与其他发电形式比较,光伏发电的运维难度更大,从运维角度,对传统意义上“遥测、遥信、遥调、遥控”及现代意义上数字化或智能管控方面的需求更为迫切。在信息化方面,总体而言,光伏产业的设备制造端已跟上时代的步伐,系统端却相距甚远。逆变器作为光伏发电系统的中枢设备,也是光伏区运维主要的信息源和控制源,其在系统运行状况的检测、感知、调控等方面的功能设计和发挥决定了电站运维水平的高低。

  近些年,华为针对系统需求,在逆变器功能设计和扩展方面做了许多前瞻性的工作,新推出的一些功能设计也取得了很好的应用效果,另外,华为凭借其在通讯领域的先天优势,在光伏无线通讯和4G技术的应用方面,也发挥了主导作用。今年又将人工智能、大数据、云计算等先进的数字信息技术进一步融合到光伏产业,推动产业实现智能化升级。站场无人或少人值守,智能化运维是未来光伏不二的选择,也希望华为等企业能够在这方面继续发挥“领头羊”作用,为行业发展做出更大的贡献。

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