光伏電站診斷之“電站發(fā)電量評(píng)估”

　　光伏電站在建設(shè)過程中存在很多問題，如積塵、遮陰、衰減、失配、損壞等。很多投資者因此而承受著巨大的損失和投資風(fēng)險(xiǎn)。通過電站質(zhì)量服務(wù)，如現(xiàn)場(chǎng)勘查、發(fā)電量評(píng)估、關(guān)鍵器件調(diào)校保養(yǎng)等可以有效發(fā)現(xiàn)并解決問題，保障電站的投資收益。其中，發(fā)電量評(píng)估服務(wù)可以很好的滿足用戶對(duì)診斷電站健康狀況的需求。

圖一電站運(yùn)行中存在的問題

　　發(fā)電量評(píng)估評(píng)估方法

　　所謂發(fā)電量評(píng)估就是根據(jù)光伏電站各個(gè)環(huán)節(jié)收集的數(shù)據(jù)建立模型，通過對(duì)比和分析應(yīng)發(fā)電量與實(shí)發(fā)電量之間的差異來(lái)診斷光伏電站的問題。做好發(fā)電量評(píng)估主要有發(fā)電量模擬和差值分析兩步驟。

圖二電站有功功率和福照度擬合曲線

　　對(duì)于發(fā)電量模擬，首先是環(huán)境變量的采集和輸入。通過采集光伏電站的傳感器、匯流箱、逆變器等實(shí)測(cè)環(huán)境變量可以更精準(zhǔn)了解到電站的運(yùn)行情況。如圖所示的電站實(shí)測(cè)總輻照曲線和當(dāng)日實(shí)測(cè)發(fā)電量峰谷有很精準(zhǔn)的擬合度，這就給故障診斷提供了依據(jù)。其次是模型算法，結(jié)合組件、逆變器、變壓器等模型可以生成電站的發(fā)電量模型，將相應(yīng)的環(huán)境變量輸入相應(yīng)的電站模型當(dāng)中，可以得到在考慮了已知環(huán)境因素下的理想發(fā)電量。數(shù)據(jù)量豐富的公司會(huì)使用自己的通過大數(shù)據(jù)修正過的模型，從而減少誤差。

　　差值分析方面，通過理想與實(shí)際測(cè)量發(fā)電量值、PR值等進(jìn)行對(duì)比，可以了解到光伏電站實(shí)發(fā)電量與理論值的差異。通過每個(gè)環(huán)節(jié)（組件、逆變器、箱變等）的相應(yīng)對(duì)比，可以具體了解到電站的薄弱環(huán)節(jié)。這在一定程度上大大簡(jiǎn)化電站的故障診斷，并精細(xì)化了運(yùn)維管理。

　　長(zhǎng)期發(fā)電量評(píng)估

　　設(shè)計(jì)完整的電站都有自己的監(jiān)控系統(tǒng)和完備精準(zhǔn)的歷史環(huán)境數(shù)據(jù)及電站運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，這給不同時(shí)段的電站運(yùn)行診斷帶來(lái)了便利。高端的監(jiān)控軟件更集成了發(fā)電量診斷功能，根據(jù)收集相應(yīng)的環(huán)境、組件、逆變器、匯流箱等參數(shù)，進(jìn)行自動(dòng)模擬分析，并顯示損耗比例。目前大部分的監(jiān)控系統(tǒng)主要是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集，簡(jiǎn)單分析和告警功能的集合體。這就需要相應(yīng)的專業(yè)人員通過電站采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估。

　　電站中短期發(fā)電量評(píng)估

圖三 移動(dòng)監(jiān)測(cè)工具箱體

　　國(guó)內(nèi)目前處于光伏電站智能化初期，很多電站沒有安裝監(jiān)控系統(tǒng)，或者有監(jiān)控系統(tǒng)卻精度不高、數(shù)據(jù)采集不全面。相關(guān)的細(xì)節(jié)可參照研討會(huì)中提及的（點(diǎn)擊下方閱讀原文）。結(jié)果就是：一方面，電站因?yàn)闊o(wú)監(jiān)控系統(tǒng)而導(dǎo)致運(yùn)維不當(dāng)，面臨著組件功率衰減，隱裂，PID等問題；另一方面由于無(wú)監(jiān)控系統(tǒng)也無(wú)法發(fā)現(xiàn)問題的源頭，就給電站發(fā)電量評(píng)估帶來(lái)很大的困難。同時(shí)，第三方質(zhì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)也需要自己的電站監(jiān)測(cè)裝備對(duì)電站參數(shù)進(jìn)行采集。那么，如何解決這些問題？

圖四 移動(dòng)監(jiān)測(cè)站氣象傳感器

　　針對(duì)這些問題，一些公司長(zhǎng)期運(yùn)維實(shí)踐過程中開發(fā)了移動(dòng)式數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)站，較典型的如旻投智能科技移動(dòng)監(jiān)測(cè)站。該數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)站兼?zhèn)涔夥娬镜淖雨嚁?shù)據(jù)采集、環(huán)境參量采集和電站診斷功能。通過外接的標(biāo)準(zhǔn)化高精度靈敏傳感器、高精度數(shù)據(jù)采集器和其所支持的遠(yuǎn)程無(wú)線通訊系統(tǒng)對(duì)電站進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)幾周或幾個(gè)月的數(shù)據(jù)采集。采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備或通過網(wǎng)絡(luò)上傳至云端導(dǎo)出，技術(shù)人員可使用配套的軟件或自己的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

　　根據(jù)不同用戶的需求，這種監(jiān)測(cè)站可以靈活配置，實(shí)現(xiàn)不同的精度和功能。當(dāng)然，使用該移動(dòng)式監(jiān)測(cè)站還可以對(duì)電站已有的氣象站、傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)校，使之更加精準(zhǔn)。

圖五 移動(dòng)監(jiān)測(cè)站搭建