破解分布式光伏運維難題，光伏+屋面數(shù)字化監(jiān)控融合是關(guān)鍵

2022年5月，在東南地區(qū)某城市一幢寫字樓上，技術(shù)人員們正不辭辛苦爬上數(shù)十米高的墻面，對寫字樓的屋面和墻面進行勘察。隨后，他們準備趕在臺風季來臨之前完成該寫字樓的建筑光伏一體化項目安裝與部署。

這是森特士興集團股份有限公司（以下簡稱森特士興）旗下一個分布式光伏電站。與傳統(tǒng)光伏電站不同，該分布式光伏電站屬于BIPV（建筑光伏一體化），除了具有發(fā)電功能外，光伏組件還是建筑構(gòu)件和建筑材料，與建筑物形成完美的統(tǒng)一體。

更令人驚嘆的是，光伏電站還安裝了大量物聯(lián)網(wǎng)傳感器，用于收集光伏組件、金屬屋面等重點部位的監(jiān)控數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以分鐘級采集粒度上傳到森特士興的屋頂光伏一體化管理平臺進行分析，開創(chuàng)性地實現(xiàn)了光伏+屋面監(jiān)控運維的融合。

目前BIPV正成為森特士興建設(shè)電站的“標準配置”。森特士興建筑光伏一體化運維、運營的開創(chuàng)性成果，緣于攜手浪潮集團旗下浪潮云洲探索工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能新模式，利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化技術(shù)，徹底改變分布式光伏運維模式，通過技術(shù)手段，根本性解決建筑屋面與其承載的光伏電站一體化運營、運維工作責任不確定、邊界不清晰、解決問題相互推諉等痛點，實現(xiàn)屋頂光伏一體化運維、運營的降本增效目標，加速“能源”、“建筑”與“數(shù)字”的多維融合，為能源行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立了標桿。

光伏發(fā)電運維挑戰(zhàn)不容忽視

分布式光伏電站的生命周期約為25年，除了建設(shè)階段的安裝與部署，剩余98%的工作全是運行維護。隨著時間推移，分布式光伏電站會出現(xiàn)發(fā)電性能持續(xù)下降的情況。因此，低成本運維和高效發(fā)電是分布式光伏電站可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

浪潮云洲在與森特士興充分溝通、深刻理解業(yè)務(wù)需求后，制定并落實了與業(yè)務(wù)深度融合的解決方案，在實時運行數(shù)據(jù)的采集、存儲、計算、處理、分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建業(yè)務(wù)專家知識庫和故障分析模型，提早發(fā)現(xiàn)光伏電站和承載電站的建筑屋頂?shù)倪\行隱患，實現(xiàn)主動運維，滿足光伏電站全生命周期的低成本運維和高效率發(fā)電，最大化用戶收益。

同時，分布式光伏存在分布廣泛、設(shè)備眾多、數(shù)據(jù)采集上報難等特點。隨著光伏電站數(shù)量迅速增加，傳統(tǒng)粗放式運維模式很難實現(xiàn)大批量數(shù)據(jù)的即時采集和上報，多站運維調(diào)度和協(xié)同難度高，給電站運維帶來嚴重挑戰(zhàn)。

工作人員開展屋面運維工作

“當前，分布式光伏的運維管理主要面臨著管理不規(guī)范、集中化程度不足、運維質(zhì)量不足以及運維糾紛頻發(fā)等難題?！鄙厥颗d技術(shù)總監(jiān)王建珍表示。

例如，當光伏電站出現(xiàn)問題時，傳統(tǒng)做法是技術(shù)人員上站進行組串抽檢，需要爬上數(shù)十米高的屋頂，對每一塊光伏組件進行排查，再分析研判和維修整改，這種人工巡檢方式不但周期長、效率低，還不容易發(fā)現(xiàn)問題根因。王建珍直言：“電站運維工作具有特殊性，現(xiàn)場必須2個人。隨著電站數(shù)量的增長，人力成本也隨之增加。因此，智能運維是大勢所趨，將分布式光伏等各種數(shù)據(jù)進行采集，再利用數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)故障預測分析、智能化主動運維，減少人工干預，提前消除故障隱患?！?/p>

在單個光伏電站中，組件成本占60%，因此并不會輕易更換組件。因此，將所有光伏站點數(shù)據(jù)收集起來，通過平臺進行分析，來尋找共性問題和低效點，是分布式光伏運維的關(guān)鍵所在。當光伏電站數(shù)量迅速變化之后，低效點很難靠現(xiàn)場運維人員發(fā)現(xiàn)，需要從整體視角來尋找，這必須借助數(shù)據(jù)和數(shù)字化技術(shù)。

森特士興×浪潮云洲：樹立能源數(shù)字化標桿

分布式光伏電站主要有兩種建設(shè)模式：BAPV和BIPV。

BAPV是在已有建筑物上安裝光伏發(fā)電組件，而組件不具備建筑物防水、遮風等屬性，會增加建筑物負重和影響整體效果，有時候還存在重復建設(shè)的情況；BIPV即建筑光伏一體化，光伏電站既具備發(fā)電功能，又是建筑物外部結(jié)構(gòu)的一部分，不但具備防水、防風的能力，而且在建設(shè)中與建筑物完美融合，極大節(jié)省建筑和發(fā)電的成本。

“工商業(yè)屋面最適合發(fā)展分布式光伏。相比于BAPV，BIPV單位裝機面積高出20%，還能規(guī)避BAPV監(jiān)控運維職責不清、互相扯皮的現(xiàn)象?！蓖踅ㄕ浣榻B道。

但BIPV雖好，無形中也增加了監(jiān)控運維的難度。作為傳統(tǒng)金屬屋面+新能源建設(shè)的開拓者，森特士興率先意識到建筑+光伏一體化管理的必要性。王建珍表示：“如果僅僅是做光伏監(jiān)控的話，市場上方案太多。森特士興與浪潮云洲的合作，則是在分布式光伏行業(yè)實現(xiàn)一大突破，開創(chuàng)性實現(xiàn)了建筑+光伏的一體化監(jiān)控運維，最大限度提升光伏和屋面的生命周期，保障BIPV的長期穩(wěn)定運營?！?/p>

屋頂光伏一體化管理平臺——從集控中心視角概覽華北區(qū)域分布式光伏的屋頂、光伏電站的總體運行情況

森特士興與浪潮云洲攜手打造屋頂光伏一體化管理平臺，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術(shù)，將光伏設(shè)備數(shù)據(jù)、屋面數(shù)據(jù)進行全面實時采集、計算、處理、分析、存儲，并結(jié)合天氣、環(huán)境數(shù)據(jù)對發(fā)電數(shù)據(jù)進行挖掘分析，建立業(yè)務(wù)專家知識庫，及時發(fā)現(xiàn)運行故障及隱患，并基于智能化派單技術(shù)，完成自動化運維服務(wù)。

基于屋頂光伏一體化管理平臺，森特士興已實現(xiàn)總部-區(qū)域-場站三級管理體系建設(shè)，對所轄電站進行統(tǒng)一“可視”“可監(jiān)”“可控”管理，實現(xiàn)電站發(fā)電透明、管理透明和運行透明，業(yè)務(wù)全方位走向數(shù)字化、精細化、效益化管理。

如今，在日常運維工作中，森特士興可通過屋頂光伏一體化管理平臺對分布式光伏電站進行狀態(tài)全息感知、故障精準診斷、設(shè)備智能巡檢、運維優(yōu)化決策等。例如，結(jié)合極端天氣的告警，森特士興可通過平臺，對金屬屋面和光伏設(shè)備承載能力、穩(wěn)定性進行仿真預測，準確洞察光伏電站載體的安全狀況，并進行精準性維修、主動性防護等工作，全面提高屋面、光伏設(shè)備的使用年限，降低運維成本，提升發(fā)電效率，保障光伏電站的運營收益。

更加關(guān)鍵的是，隨著電力市場化放開，光伏補貼退坡以及平價上網(wǎng)時代的到來，光伏電站更加需要借助數(shù)據(jù)和數(shù)字化技術(shù)，向運營、運維要效益，從而真正實現(xiàn)能源利用和商業(yè)模式的突破，為分布式光伏企業(yè)開拓出新路。

“以后峰谷電價差會越來越大。這其實對分布式光伏電站的儲能以及調(diào)峰能力要求越來越高。在屋頂光伏一體化管理平臺的基礎(chǔ)上，我們可以采集更多數(shù)據(jù)，結(jié)合天氣等因素，研判未來一段時間的發(fā)電狀態(tài)，預測發(fā)電量和峰谷發(fā)電情況，合理利用峰谷價差，實現(xiàn)能源的高效利用。”王建珍表示。

智慧BIPV管理平臺

下沉場景,浪潮云洲賦能光伏產(chǎn)業(yè)

《2022中國分布式光伏行業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，1月-9月，中國分布式光伏新增裝機35.3GW，同比增長115%。毫無疑問，分布式光伏產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展期，亟需融合數(shù)字化力量，實現(xiàn)高質(zhì)量的可持續(xù)發(fā)展。

作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，浪潮云洲近年來一直致力于賦能分布式光伏等新能源領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過“精益+智能”專業(yè)服務(wù)，推進生產(chǎn)智能化，不斷賦能森特士興等光伏企業(yè)。

分布式光伏有著巨大的探索空間，要想推動其數(shù)字化轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在于深入到業(yè)務(wù)場景之中，實現(xiàn)業(yè)務(wù)場景與各種數(shù)字化技術(shù)的高效融合。

以森特士興屋頂光伏一體化管理平臺為例，其最大難點在于數(shù)字化模型的構(gòu)建、訓練及部署。這需要浪潮云洲技術(shù)專家充分理解業(yè)務(wù)場景需求。為此，浪潮云洲技術(shù)專家與森特士興對于分布式光伏運維場景進行反復溝通，成功將業(yè)務(wù)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)字化模型，并成功應(yīng)用在分布式光伏一體化管理上。

“浪潮云洲依托國家級‘雙跨’工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過‘連接·安全·機理模型’核心能力，面向森特士興場景需求，真正將業(yè)務(wù)問題轉(zhuǎn)化為智慧分析模型，通過數(shù)字化手段解決行業(yè)痛點難點?！崩顺痹浦藜夹g(shù)專家表示。

面向未來，分布式光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)系到整個社會的節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展，其數(shù)字化轉(zhuǎn)型意義重大，而浪潮云洲與森特士興的合作無疑為能源數(shù)字化轉(zhuǎn)型樹立了標桿，攜手推動工業(yè)綠色化和可持續(xù)發(fā)展。

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