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作者 / 华夏能源网
来源 / 华夏能源网
截至2021年底,中国新增光伏装机容量连续九年稳居世界第一,同时保持着全球光伏制造第一大国和装机规模第一大国的地位,实力不言自明。
面对如此海量且仍在快速增长的光伏资产,如何管理的清清楚楚、明明白白?如何将光伏电站的性能和收益做到最大化?
这个问题可能很难回答。一直以来,中国光伏从业者对于光伏电站运营的认知大多停留在跟踪发电量、定期巡检、清洗等“运维”层面,这些常规手段固然都非常重要,但还远远不够。进一步提升光伏电站的运营水平,需要引入更多的“算法”,实现数智化转型,从而显著提升电站性能和收益!
对此,全球领先的绿色科技企业远景科技集团提出了自己的解决方案——2022年6月,远景智能重磅发布了《光伏资产管理的最佳实践——资产管理全面提升与技术优化白皮书》(以下简称“白皮书”),向业界揭示了光伏资产管理的概念、措施与效果,一时间对国内传统的光伏运营理念带来全面“升维”。
所谓“资产管理”,其实是一个较为宽泛的概念,包含了组织架构和业务流程的设计、财务管理、项目管理、资产风险管控、运营和维护、信息和数据管理、库存和供应链管理、设备生命周期管理、给利益相关方的汇报沟通和总结等内容。
从中不难发现,技术手段在整个资产管理的概念中只是一个子集,但是,技术性资产管理完全可以带动非技术性资产管理水平的大幅提升。例如远景智能提供的数字化解决方案,可以在电站管理层级上,实现更为精细化的监控和数据分析,通过损失电量识别驱动发电量提升,同时可以提供更多信息和闭环管理手段,帮助场站合理安排工作优先级与人力配置、辅助智能运维。
在“算法”的加持下,远景方案可更深入挖掘数据的价值,将资产状况透明化,进而帮助区域层级的电站管理团队加强过程监管的能力,并提供决策辅助。最后,在面向集团层级时,集团可根据经过高度挖掘、处理的数据制定运营机制与绩效考核标准,从而大幅加强管理水平,降低非技术成本。
由此可见,光伏资产提效不仅是电站运维的事,光伏行业的降本增效也不仅是制造端的事,数智化转型挖潜大有可为。
“2000年到现在各技术路线的量产晶硅电池效率提升只有大约5%,在实验室里每0.1%的效率提升都非常来之不易,而这些提升在电站的低效运营中很容易就丢失了。此外,光伏越是发展,可供建设的空间资源就越少,比如最近水面漂浮电站也开始受到管控,只能往成本更高的海上发展。就此而言,光伏行业通过提升资产效率来减少建设需求、增大项目产出,意义非常重大。”远景智能新能源产品线主任工程师刘灏辉博士对华夏能源网(www.hxny.com)说道。
场站层级:显著挽回发电量损失
2021年,我国提出建设“以新能源为主的新型电力系统”。对此,国家电投集团董事长钱智民做客央视时有个很形象的比喻:
“传统电力系统是集中式发电,相当于养牛,只要养一头几百斤的大牛,就能供应到市场上供很多人吃。未来的新型电力系统是分布式发电,相当于抓麻雀,天空中有很多麻雀,非常不容易抓,但是必须要把它抓来,变成服务,供给广大公众。”
从“养牛”变成“抓麻雀”,是未来电力从业者必须转变的认知观念。而作为我国新型电力系统最重要的发电源,光伏电站的运营认知也需要从“养牛”变成“抓麻雀”。
“当前对光伏电站的管理,还是惯性延用传统电站那一套。但光伏电站和传统电站是明显不一样的,如光资源比化石燃料复杂不定得多;火电厂发电机组集中,可有重点去管理,而光伏发电单元设备众多、分散,设计多样。这就造成了资产健康和性能的透明度普遍较差,对标困难;单点低性能影响小,优化收益也小;光伏电站低性能问题排查诊断难,如果想彻底搞清楚,光看指标是不够的,需要耗费大量人力深挖数据或者到现场排查。如果没有精细的数字化手段,决策依据模糊,是否消缺、如何最好地去消缺是大问题。”刘灏辉告诉华夏能源网(www.hxny.com)说。
刘灏辉认为,基于以上三个痛点,光伏电站的管理逻辑必然要作出调整,否则很难算清电量损失的账,真正做到度电必争,这便需要一种精细化、大通量、低成本的绩效管理模式。
当前,中国光伏行业已经出现了很多助力场站运维的数字化手段或平台,但与之相较,远景研发的光伏资产管理方案则引入了更多前沿性的技术以及实现了更多学术界“算法”的商业化应用,超越了纯粹数据接入和可视化的基建阶段,进而塑造了更为精细、更加精准的运维手段。
“光伏电站直流侧有一个频发的问题是组串断路,针对这个问题,很多监控产品都有告警功能,但准确率并不高,经常会因为数据质量或者环境因素影响产生误判。而远景方案引入数据质量管理和算法优化,使组串断路的告警准确率能够达到95%以上。通过高精度的组串断路告警督促电站及时消缺,可以提高现场检修人员的工作效率、提升发电量、并规避部分直流侧拉弧导致的火灾隐患。此外,对于积灰、遮挡、跟踪偏差等原因导致的直流侧损失,远景提供的高级分析应用也能做到自动定位根因,量化损失电量,并基于运维成本提供运维经济性评估。”远景智能光伏COE负责人刘碧芸表示。
据刘碧芸介绍,基于远景方案对组串断路、积灰、遮挡、跟踪偏差等直流侧问题进行及时消缺,实现精细化运维,可以在全年维度上提高10个小时的利用小时数,实现发电量提升1%左右。如果以光伏资产2GW计算的话,全年提升发电量可以达到2千万度左右,在收益层面转换下来差不多有800万元。此外,针对逆变器出现的故障停机、效率异常、无功损失、降额及削峰等情况,远景方案也可以做到高准确度诊断,整体发电量效率的提升同样有1%左右,整体收益提升非常可观。
在实际应用中,远景方案给客户实实在在带来了好处。有一位日本客户,通过远景系统的损失分解功能剔除了场站固有损失,发现了非常隐蔽的电站无功损失过大的问题,客户及时调整后挽回了可能长期持续的无功损失。其具体原因是,日本电网要求的功率因数是90%,但场站人员设置成了80%,导致了大量无功损失。通过系统自动识别和推送异常,可以快速定位‘病因’,大幅提高问题检出率、有效缩短故障和低效的闭环周期,验证了远景技术的领先性。
区域、集团层级:大幅降低管理成本
在远景的光伏资产管理方案中,运维只是一个基础,远景想要探索的是,在技术性资产管理这个地基之上,通过深入挖掘数据,还能贡献怎样更高级的服务和功能。
这便延伸到了非技术性资产管理的层面,如服务商的管理、合同收支、人员责任、成本收益、评估决策等。而重视这些资产管理内容的需求方,已然不再是场站层面。
对于一个大型发电集团,场站层级之上是区域层级,一直以来,区域管理都有一个明显痛点,即对电站的运维过程缺乏管理抓手。
“区域层级管控的电站,其实际运行水平和运维效率基本都是由电站员工通过日报、周报或指标填报上报的,考虑到光伏电站靠天吃饭的特性,电站的损失很难透明化,因此区域层级一直难以对场站进行有力且有效的监管,特别是很多光伏电站还是自维和代运维结合的模式,区域层级的高效监管就更加困难了。”刘碧芸对华夏能源网(www.hxny.com)表示道。
区域层级管控的乏力将直接影响顶层,即集团层级对旗下光伏电站全盘绩效考核标准制定的科学性和精确性,这将增加诸多隐性成本,如电站现场人员消缺的积极性,商业合作的量化执行等。
在此背景下,若采用远景光伏资产管理方案,对于场站、区域和集团三个层级又将带来怎样的改变?
对此,《白皮书》里提到的一个案例提供了有力参考:
在某大型发电集团下属的新能源运营中心,下辖80多个光伏电站,涉及15个省份,管理团队的运营挑战极大。为了优化业务,实现管理方式的转变,该运营中心依托远景EnOS™智能物联操作系统和光伏解决方案建设了一套一体化的、实时的技术性资产管理系统。
在该系统上线前,新能源运营中心下辖各个光伏电站区域分布较广,数量较多且分散,需要各个电站上报缺陷来了解电站情况。与此同时,该中心对电站性能和电量损失情况也缺乏统一的衡量指标,无法真实反映各个电站的发电以及损失情况。
而在系统上线后,中心侧可集中监视每个电站的运行情况和实时发电水平(即电站运行“健康度”),实现了统一、清晰的集中监管。
与此同时,通过资产管理系统,新能源运营中心下辖光伏电站在出现故障时,可将故障信息推到电站运维人员手机app上,并给出运维建议,电站运维人员处理故障时得到过程指导和结果跟踪闭环,通过统计故障闭环率和闭环时长的绩效评比,实现对设备管理及人员管理效率的提升。
此外,资产管理系统具备多维度指标体系,可实现绩效指标的自动化计算和报表自动化生成,这对电站的考核形成了极大助力,实现了绩效透明化和运营管理数字化。
由此可见,在远景资产管理系统的加持下,在集团层面,可大幅降低运营管理成本;在区域层面,可加强监控力度与优化人员配置;而在场站层面,为达成少人乃至无人值守的目标提供了基础。
值得一提的是,远景光伏资产管理方案是基于远景EnOS™智能物联操作系统,具有很强的可扩展性。在能源电力领域,该平台及应用套件已连接管理全球超过400GW的能源资产和超2亿个智能终端机器设备,为诸多能源集团提供了生产营销一体化解决方案,领域涵盖风、光、储、充、动力电池、智能电网、智慧城市、智慧楼宇、碳管理等多个领域。
如今中国乃至全球都在向“以新能源为主体的新型电力系统”转型,在此背景下,未来远景解决方案能够提供的价值,还远不止于此。