破解分布式光伏運(yùn)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(duì)寫字樓的屋面和墻面進(jìn)行勘察。隨后，他們準(zhǔn)備趕在臺(tái)風(fēng)季來臨之前完成該寫字樓的建筑光伏一體化項(xiàng)目安裝與部署。

這是森特士興集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱森特士興）旗下一個(gè)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(diǎn)部位的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以分鐘級(jí)采集粒度上傳到森特士興的屋頂光伏一體化管理平臺(tái)進(jìn)行分析，開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了光伏+屋面監(jiān)控運(yùn)維的融合。

目前BIPV正成為森特士興建設(shè)電站的“標(biāo)準(zhǔn)配置”。森特士興建筑光伏一體化運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)的開創(chuàng)性成果，緣于攜手浪潮集團(tuán)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(jì)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(yùn)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(yùn)營(yíng)、運(yùn)維工作責(zé)任不確定、邊界不清晰、解決問題相互推諉等痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)屋頂光伏一體化運(yùn)維、運(yùn)營(yíng)的降本增效目標(biāo)，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(biāo)桿。

光伏發(fā)電運(yùn)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(yùn)行維護(hù)。隨著時(shí)間推移，分布式光伏電站會(huì)出現(xiàn)發(fā)電性能持續(xù)下降的情況。因此，低成本運(yùn)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(shí)了與業(yè)務(wù)深度融合的解決方案，在實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、計(jì)算、處理、分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建業(yè)務(wù)專家知識(shí)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\(yùn)行隱患，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)運(yùn)維，滿足光伏電站全生命周期的低成本運(yùn)維和高效率發(fā)電，最大化用戶收益。

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

工作人員開展屋面運(yùn)維工作

“當(dāng)前，分布式光伏的運(yùn)維管理主要面臨著管理不規(guī)范、集中化程度不足、運(yùn)維質(zhì)量不足以及運(yùn)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(dāng)光伏電站出現(xiàn)問題時(shí)，傳統(tǒng)做法是技術(shù)人員上站進(jìn)行組串抽檢，需要爬上數(shù)十米高的屋頂，對(duì)每一塊光伏組件進(jìn)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(zhǎng)、效率低，還不容易發(fā)現(xiàn)問題根因。王建珍直言：“電站運(yùn)維工作具有特殊性，現(xiàn)場(chǎng)必須2個(gè)人。隨著電站數(shù)量的增長(zhǎng)，人力成本也隨之增加。因此，智能運(yùn)維是大勢(shì)所趨，將分布式光伏等各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，再利用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障預(yù)測(cè)分析、智能化主動(dòng)運(yùn)維，減少人工干預(yù)，提前消除故障隱患。”

在單個(gè)光伏電站中，組件成本占60%，因此并不會(huì)輕易更換組件。因此，將所有光伏站點(diǎn)數(shù)據(jù)收集起來，通過平臺(tái)進(jìn)行分析，來尋找共性問題和低效點(diǎn)，是分布式光伏運(yùn)維的關(guān)鍵所在。當(dāng)光伏電站數(shù)量迅速變化之后，低效點(diǎn)很難靠現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(biāo)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(fēng)等屬性，會(huì)增加建筑物負(fù)重和影響整體效果，有時(shí)候還存在重復(fù)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(fēng)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(jī)面積高出20%，還能規(guī)避BAPV監(jiān)控運(yùn)維職責(zé)不清、互相扯皮的現(xiàn)象。”王建珍介紹道。

但BIPV雖好，無形中也增加了監(jiān)控運(yùn)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(shí)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(chǎng)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(shí)現(xiàn)一大突破，開創(chuàng)性實(shí)現(xiàn)了建筑+光伏的一體化監(jiān)控運(yùn)維，最大限度提升光伏和屋面的生命周期，保障BIPV的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)?！?/p>

屋頂光伏一體化管理平臺(tái)——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(yùn)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(tái)，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)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(jìn)行全面實(shí)時(shí)采集、計(jì)算、處理、分析、存儲(chǔ)，并結(jié)合天氣、環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，建立業(yè)務(wù)專家知識(shí)庫，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行故障及隱患，并基于智能化派單技術(shù)，完成自動(dòng)化運(yùn)維服務(wù)。

基于屋頂光伏一體化管理平臺(tái)，森特士興已實(shí)現(xiàn)總部-區(qū)域-場(chǎng)站三級(jí)管理體系建設(shè)，對(duì)所轄電站進(jìn)行統(tǒng)一“可視”“可監(jiān)”“可控”管理，實(shí)現(xiàn)電站發(fā)電透明、管理透明和運(yùn)行透明，業(yè)務(wù)全方位走向數(shù)字化、精細(xì)化、效益化管理。

如今，在日常運(yùn)維工作中，森特士興可通過屋頂光伏一體化管理平臺(tái)對(duì)分布式光伏電站進(jìn)行狀態(tài)全息感知、故障精準(zhǔn)診斷、設(shè)備智能巡檢、運(yùn)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(tái)，對(duì)金屬屋面和光伏設(shè)備承載能力、穩(wěn)定性進(jìn)行仿真預(yù)測(cè)，準(zhǔn)確洞察光伏電站載體的安全狀況，并進(jìn)行精準(zhǔn)性維修、主動(dòng)性防護(hù)等工作，全面提高屋面、光伏設(shè)備的使用年限，降低運(yùn)維成本，提升發(fā)電效率，保障光伏電站的運(yùn)營(yíng)收益。

更加關(guān)鍵的是，隨著電力市場(chǎng)化放開，光伏補(bǔ)貼退坡以及平價(jià)上網(wǎng)時(shí)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(yùn)營(yíng)、運(yùn)維要效益，從而真正實(shí)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(jià)差會(huì)越來越大。這其實(shí)對(duì)分布式光伏電站的儲(chǔ)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(tái)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(shí)間的發(fā)電狀態(tài)，預(yù)測(cè)發(fā)電量和峰谷發(fā)電情況，合理利用峰谷價(jià)差，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用?！蓖踅ㄕ浔硎?。

智慧BIPV管理平臺(tái)

下沉場(chǎng)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(jī)35.3GW，同比增長(zhǎng)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(shí)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(jìn)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(dòng)其數(shù)字化轉(zhuǎn)型，關(guān)鍵在于深入到業(yè)務(wù)場(chǎng)景之中，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)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(tái)為例，其最大難點(diǎn)在于數(shù)字化模型的構(gòu)建、訓(xùn)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(chǎng)景需求。為此，浪潮云洲技術(shù)專家與森特士興對(duì)于分布式光伏運(yùn)維場(chǎng)景進(jìn)行反復(fù)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(jí)‘雙跨’工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過‘連接·安全·機(jī)理模型’核心能力，面向森特士興場(chǎng)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(diǎn)難點(diǎn)。”浪潮云洲技術(shù)專家表示。

面向未來，分布式光伏產(chǎn)業(yè)關(guān)系到整個(gè)社會(huì)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(biāo)桿，攜手推動(dòng)工業(yè)綠色化和可持續(xù)發(fā)展。

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