浅析光伏平价上网、高效技术运营和智能化运维

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。