摘要：随着国家环境治理力度的逐渐加大，光伏产业政策不断完善，光伏电站装机容量得到迅猛发展，给电站企业的运维管理提出了新的课题。本文通过对某公司投资建设的屋顶和地面两种典型光伏电站模式进行研究，总结两种模式下的电站在前期市场开发、中期施工建设及后期运营维护阶段出现的问题并进行初步分析，探索基于全寿命期的光伏电站的运维管理。
关键词：光伏电站；运维管理；全寿命期；分析
1.智能监控与分析
随着国内光伏电站的大规模建设，生产运营安全运维对光伏电站全寿命周期的重要性分析以光伏电站的安全运维为对象，通过对已运行的大型地面光伏电站实地考察，从智能监控与分析、周期性巡查、组件清洁 三方面展开分析，最后得到可靠的光伏电站运维方案。管理除了要满足国家电网要求的信息采集和实时监控外，还要围绕“保证发电量、减少运维成本”展开。为了达到目的，光伏电站运维管理系统需要推出场地适应性更强，融合现代数字信息、通信技术、大数据分析的新型智能监控与分析系统。为了满足“提升运维效率、降低运维成本、保障电站发电量”的要求，光伏电站的智能监控与分析系统需要作以下转变：
1）从传统的“电力逻辑视图和设备平铺的
结构架图”转变到“多元化的拓扑结构与电力逻辑视图组合”。因光伏电站与传统的火电、水电站有较大差异，主要体现在需要管理的数量上。一个中型的 30 MWp 地面电站，需要管理的组件、支架、汇流箱、逆变器、箱变、电缆多达数十万。因数量少而侧重配电运维的传统监控分析系统，难以胜任运维光伏电站的工作。随着互联网技术的飞速发展并逐渐参与到光伏行业中，通过互联网的软件操作平台与传统的人机信息交互相结合，形成拓扑结构提升运维效率，使电站运维人员更加便捷高效的参与到光伏电站的生产运营中。
2）从注重分析过程到注重最终结果。用户不会持续不断地关注无穷无尽的电压、电流、功率等数据，他们只需要分析结果，而结果的呈现需要精准地监控、大量智能化的在线分析，以及自动化的数据上传报备。
3）从“不可靠的低带宽”到“可靠的高带宽”。目前，光伏方阵内部主要通过 RS485 与智能汇流箱、逆变器、箱变、测控装置、环境检测仪等设备进行通信。但 RS485 通信方式随着总线接挂设备的数量及传输距离的增加，会出现通信不稳定的情况。同时大量 RS485 通信电缆的敷设，增加了工程和物料成本，一旦出现通信异常，线路的故障定位成了一项艰巨的任务。现阶段电站建设中，需要一种更加可靠、安全、维护便捷、高带宽的通信方式，可采用工业以太网（TCP/IP）、光纤连接，使用环网拓扑结构。环网拓扑结构可将线路切换到备用线路，从而保证线路的实时畅通，实现高可靠、安全、可备份、通信迅速恢复的功能；而且环网拓扑结构线缆利用率高，可节省线缆成本。工业以太网的传输速度达到 10～100 Mbps，实现了高带宽功能。
2 运维管理分析及探讨
由于管理主体不同，工程项目管理涉及到的管理区间或时段不同，如总承包单位的项目管理位于建设期，咨询公司的项目管理位于建设前期，设计单位的项目管理位于设计阶段等。作为光伏电站企业，运维管理必须要突破传统的管理区间，即不能简单地认为运维管理的区间仅仅发生在运营期，无数的电站运营实例显示必须将这个区间进行延伸，延伸到整个工程项目的全寿命期。光伏项目的全寿命期一般分为建设前期、建设期、运营期，光伏企业应充分研究每个阶段的不同特点，结合实际情况分析各个阶段对运维管理的影响，总结运维管理的有效措施。
2.1 建设前期的运维管理
光伏电站企业往往容易忽视对光伏电站建设前期的运维管理，总认为这个阶段的工作是属于投资决策方面或立项阶段的工作，实际上这个阶段的工作对后期的运维影响也比较大，占比约为10%。建设前期的重点工作一般包含现场踏勘、电网接入、项目申报、电力消纳等。
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2.1.1 现场踏勘
现场踏勘不仅影响投资决策，更直接影响建设期的设计，进而影响后期的运维管理。屋顶光伏项目的现场踏勘主要涉及屋顶业主厂区屋顶建筑结构情况、屋面情况、厂区空间、厂区地理位置等。厂区屋顶的建筑结构情况主要指建筑结构荷载是否满足要求、是否需要加固，
一般是檩条加固；屋面情况主要是屋面的朝向及屋面上的建筑布局，根据屋面的朝向及屋面的建筑布局进行阴影遮挡分析、荷载校核计算，为建设期正式开展工作提供精确的第一手资料；厂区空间主要是充分考虑屋顶业主厂区扩建的可能性，总体上考虑光伏系统的电缆走向及光伏设备布置，尽量保证足够的运维空间；厂区的地理位置一般是指位置沿海地带的屋顶，要充分考虑设备的选型，应具备防盐雾、防腐蚀等基本功能。
2.1.2 电网接入
屋顶光伏电站属于国家鼓励企业参与的光伏投资形式，采用“自发自用、余电上网”的模式。电网接入相对简单，但不能掉以轻心，其对后期运维的影响更多是无形的，要与项目所在地供电局进行充分沟通，明确电网调度形式、日常对接管理流程等。
2.2 建设期运维管理
建设期对运维管理的影响最大，比重占到50%，甚至是更多。这一阶段的工作对运维管理的影响重点体现在工程招标、设计管理、施工管理、工程验收等几个方面。
2.2.1 工程招标
光伏项目的招标方式多种多样，通常标段划分为 3 个标段，即 EPC、工程监理、光伏组件。通过公开、公平、公正的方式选择分包单位是质量把控的第一步，也是非常关键的一步。EPC 单位直接为整个工程的安全、质量、进度、成本负责，优秀的 EPC 单位可凭借其先进的施工管理水平、卓越的技术能力统筹各个环节，确保工程达到预期目标。工程监理对工程质量的影响是不言而喻的，只不过目前光伏项目的工程监理缺乏国家定额收费标准，一般都是按照行业惯例收费，与传统的火电、核电相比合同额较低，也间接影响光伏项目监理的积极性；但工程监理是建设方的直接代表，直接参与整个工程项目建设期的各个环节，如图纸审查、设备材料资料核查、进场设备材料验收、单体工程验收、调试、工程整体验收等。
2.2.2 设计管理
光伏项目建设周期较短，一般约为 4 个月，很多总包单位采取“边设计边施工”的原则，往往造成施工过程中任意修改施工图，甚至是主体安装完成后还没有一份统一的施工图纸，为后期运维埋下众多隐患。设计是整个项目的首要掌控环节，必须严格把关：
1）充分将建设期的设计管理与建设前期的现场踏勘、申报、接入等工作获取的第一手资料结合起来，优化整个系统的组件敷设、电缆走位、电气设备布置；同时要结合现有环境充分考虑将来扩建的可能性，预留一定的必要空间或接口，避免后期重大的设计变更影响发电，尤其是地面电站全额上网，涉及到从开关站到变电站的外输线路、通讯，有的地方还需对变电站进行必要的改造等。
2）建设期的设计除了要考虑上述各个细节或环节“广度”层面，同时也要尽量考虑深度层面，尽量在正式施工前把初步设计做到细致，达到施工图设计的深度，避免将来在施工过程出现不必要的设计变更。
3）严控设计环节，避免人为变更。实际施工过程中，很多总包单位、分包单位抱着偷工减料的目的，利用建设方关心施工工期的心态，恣意变更实际图纸。如改动组件敷设，以节省电缆；更改预制管桩规格，以节省管桩成本等。
结论
光伏电站的运维管理还处于初级阶段，运维道路任重道远，不断寻求、探索高效的运维管理模式是提升光伏电站收益的有效途径，同时也可促进光伏行业的平稳、健康发展。
参考文献：
[1]苏海锋.配电系统规划全寿命周期管理理论和方法研究[D].华北电力大学，2012.
[2]陈安伟.智能电网技术经济综合评价研究[D].重庆大学，2012.
[3]杨漾.输变电设备状态监测系统的信息建模与安全策略研究[D].湖南大学，2012.
论文作者:周璐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/8
标签：电站论文; 光伏论文; 厂区论文; 屋面论文; 屋顶论文; 拓扑论文; 阶段论文; 《基层建设》2017年第27期论文;