3月30日，中電投黃河公司智能光伏電站建設(shè)成果發(fā)布會在西寧成功舉辦，向世人展現(xiàn)出以水電開發(fā)著稱的中電投黃河在光伏發(fā)電領(lǐng)域取得的成果。來自于國內(nèi)外30多家媒體和200多位嘉賓現(xiàn)場分享了業(yè)界最先進的智能光伏電站多項領(lǐng)先的技術(shù)創(chuàng)新成果。

黃河水電，昔日這個曾以開發(fā)黃河上游水電資源著稱的電力企業(yè)，擁有龍羊峽、拉西瓦、公伯峽等16座大中型水電站，正在開發(fā)建設(shè)羊曲、茨哈峽等黃河龍羊峽以上河段梯級電站及青海通天河、黑河等梯級水電項目。多年來，中電投黃河公司所屬的各大梯級水電站均在西北電網(wǎng)承擔著重要的調(diào)頻、調(diào)峰作用。目前，公司水電裝機容量1264.04萬千瓦，全部為清潔能源。擁有25座光伏電站，總裝機容量162.01萬千瓦，占中電投集團光伏裝機的43.55%，占全國光伏裝機的6.929%。

2014年12月27日，由中電投黃河公司建設(shè)的格爾木三期200兆瓦智能光伏電站全部投產(chǎn)發(fā)電；2014年12月31日，拉西瓦12兆瓦智能光伏電站全部投產(chǎn)發(fā)電。公司兩座智能光伏電站的相繼建成，使得黃河公司不僅光伏電站開發(fā)規(guī)模位于世界第一，也引領(lǐng)了太陽能發(fā)電行業(yè)的科技創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展，為我國乃至世界光伏電站建設(shè)、運營提供了經(jīng)驗。

光伏發(fā)電領(lǐng)域的成功實踐

中電投黃河公司在青海西寧建成2500噸多晶硅項目，成為國內(nèi)第一家半導體級一等品的多晶硅材料制造企業(yè)；在西寧開工建設(shè)400兆瓦切片項目；在西安、西寧兩地建成太陽能電池400兆瓦及組件300兆瓦生產(chǎn)線項目；經(jīng)過多年的發(fā)展，公司目前擁有世界上單體最大的格爾木500兆瓦光伏電站和更大規(guī)模的龍羊峽水光互補850兆瓦項目，是國內(nèi)唯一一條形成從多晶硅—切片--電池及組件--光伏電站發(fā)電的光伏上下游完整產(chǎn)業(yè)鏈。

對光伏產(chǎn)業(yè)鏈上每一道工序的“精工細作”，讓黃河公司在光伏產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)﹄姵亟M件品質(zhì)有了更加深刻的認識，從源頭杜絕了不合格的產(chǎn)品用于光伏電站建設(shè)。

中電投黃河公司在青海共和光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)全球最大的水光互補光伏電站——龍羊峽水光互補850兆瓦并網(wǎng)光伏電站項目。龍羊峽水光互補光伏電站通過水電站調(diào)節(jié)后，將人們認為不太友好的光伏發(fā)電，轉(zhuǎn)換為安全、穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)電源，提高了光伏發(fā)電電能質(zhì)量，較好地實現(xiàn)了水力發(fā)電和光伏發(fā)電快速補償?shù)墓δ?減少了電力系統(tǒng)為吸納獨立光伏電站發(fā)電所需的旋轉(zhuǎn)備用容量，在不影響龍羊峽水電站發(fā)電效益基礎(chǔ)上，提高了光伏發(fā)電電能質(zhì)量，提高了電網(wǎng)的經(jīng)濟性、安全性和穩(wěn)定性。龍羊峽水光互補的協(xié)調(diào)運行解決了光伏發(fā)電的安全并網(wǎng)問題，填補了國際大規(guī)模水光互補關(guān)鍵技術(shù)的空白，處于國際領(lǐng)先地位，為我國清潔能源提供了互補的新型發(fā)展模式。

中電投黃河公司著力建設(shè)生態(tài)光伏，開創(chuàng)光伏產(chǎn)業(yè)帶動生態(tài)建設(shè)的先河。青藏高原環(huán)境脆弱，光伏電站多建在戈壁、沙漠等閑置土地，黃河公司在發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)的同時，把生態(tài)保護融入其中，打造生態(tài)光伏產(chǎn)業(yè)，在光伏電站種植牧草，此舉不僅能夠修護生態(tài)，還能起到防風固沙的作用，有利于環(huán)境和氣候的改善。公司在共和光伏電站種植披堿草、固沙草、針茅等荒漠化草原植被，在和格爾木高原礫石戈壁地帶的光伏電站種植經(jīng)濟灌木黑果枸杞。這一舉措不僅推動了土地資源高效利用，而且能在一定程度上改善水土流失和涵養(yǎng)水源。植被形成的綠色屏障還能改善光伏電站周邊環(huán)境，降低風沙對光伏電站發(fā)電量造成的損失，使得光伏產(chǎn)業(yè)帶動生態(tài)建設(shè)。

光伏電站的“智能化”升級

中電投黃河公司光伏電站面積大、自然環(huán)境和生活環(huán)境惡劣、光伏電站運維人員少等因素，給電站安全可靠運維帶來一定困難。針對光伏電站規(guī)模化發(fā)展階段的建設(shè)和運維中所存在的一系列問題，黃河水電攜手華為將數(shù)字信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與光伏發(fā)電技術(shù)相融合，打造的智能光伏電站，顯著提升發(fā)電量和光伏電站的運營管理效率。

中電投黃河公司在全球率先建成的格爾木、拉西瓦兩座智能光伏電站采用了領(lǐng)先的光伏專用4G無線系統(tǒng)，使寬帶無線信號覆蓋整個電站，為智能光伏電站實現(xiàn)“集中運行，遠程診斷，實時維護”提供信息高速公路的支撐，改變了傳統(tǒng)光伏電站傳統(tǒng)運維模式，是真正適應超大規(guī)模光伏電站管理模式的重大創(chuàng)新。

集中運行。利用4G無線通信、藍牙、PLC電力載波等通訊技術(shù)，將智能手持終端、手機APP軟件、智能巡檢無人機與系統(tǒng)無縫融合，實現(xiàn)信息傳輸、數(shù)據(jù)分析、改變以往單電站運維模式，節(jié)約人力成本、提高生產(chǎn)管理效率。例如，黃河公司拉西瓦12兆瓦光伏電站，運行每值最少3人，實行3班倒，最少運行人員就有12人，還不包括維護人員。100兆瓦以上運行人員更多，黃河公司25座光伏電站，按傳統(tǒng)的光伏電站，僅運行人員最少就要300人以上，這樣一來要實現(xiàn)光伏電站穩(wěn)定運營光人工成本這部分的費用就很大。

智能光伏電站采用集中運行，是利用視頻對電站周邊及電站內(nèi)設(shè)備進行監(jiān)控，將實時性、固定視頻監(jiān)控和多媒體調(diào)度平臺相結(jié)合，固定視頻監(jiān)控的圖像可以實時轉(zhuǎn)發(fā)到手持終端上，巡檢人員可以隨時隨地查看任何一個攝像頭所在的區(qū)域，達到了快速、無死角監(jiān)控，實現(xiàn)了光伏電站“無人值班、少人值守”的創(chuàng)新運行管理模式，進一步降低人工成本。光伏電站的“智能化”升級，讓電站運維變得更加安全、簡單和快捷，實現(xiàn)電站移動化運維。

遠程診斷。智能光伏電站通過無線寬帶集群和多媒體運維系統(tǒng)，對故障精確定位到每個組串，降低現(xiàn)場故障診斷難度，生產(chǎn)運行和維護巡檢更加便捷；實現(xiàn)技術(shù)資源共享，用實時的視頻和語音通訊，專家遠程協(xié)助，提供“一站式”權(quán)威、安全、準確的技術(shù)支持，解放生產(chǎn)力，提高現(xiàn)場運維效率。如中電投黃河公司龍羊峽水光互補光伏電站一個子陣，共計4480塊光伏組件，電站的光伏組串出現(xiàn)故障或者遮擋等異常情況，通過人為來一項一項排查，耗時耗力的同時，也很難在短時間內(nèi)找到故障點，為電站運維帶來困難。智能光伏電站采用無線4G網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，通過快速故障定位、缺陷智能處理等功能，實現(xiàn)了智能運維，年平均故障次數(shù)少30%，系統(tǒng)故障對發(fā)電量的影響只有傳統(tǒng)方案的十分之一，質(zhì)保期外的維護成本只有傳統(tǒng)方案的五分之一。

智能光伏電站還借助空中盤旋的無人機，通過紅外成像技術(shù)觀察電站運維情況?？勺尮ぷ魅藛T走到哪里都可以隨時隨地跟蹤查看電站發(fā)電、運行、管理情況，查找故障源頭，全面、準確、及時判別設(shè)備故障，提高了監(jiān)測能力，降低了巡檢強度，電站設(shè)備的可靠性大幅提高，大大增加了發(fā)電量。

實時維護。智能光伏電站將監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、光功率預測系統(tǒng)等多套系統(tǒng)進行一體化管理，可通過實時數(shù)據(jù)對比和分析，判斷當前光伏組串的工作情況，并傳輸至中控室寬帶基站，瞬間判斷發(fā)出告警提醒運維人員檢修，實現(xiàn)了缺陷智能過濾，提高了運維效率?；谥悄鼙O(jiān)控和遠程診斷，電站的實時維護變得少等待、易執(zhí)行，快速解決故障。

中電投黃河公司擁有光伏電站25座，遍布陜甘寧青四省區(qū)，且光伏電站點多面廣、設(shè)備分散，巡檢工作量大、故障排查效率低、無法準確及時對比分析電站技術(shù)指標，給電站安全生產(chǎn)管理帶來困難。電站規(guī)模越來越大，對于百兆瓦級的光伏電站而言，電站有40萬塊組件，長期運行中，可能會有熱斑、隱裂等現(xiàn)象，靠人工很難排查。以龍羊峽水光互補850兆瓦為例，組件374萬塊，匯流箱10200臺，逆變器1700臺集中逆變器，箱變880多臺，采集的點數(shù)200多萬個，如此多的設(shè)備給安全生產(chǎn)管理帶來挑戰(zhàn)。按照常規(guī)的巡檢方式，2人每日才能巡檢12個子陣，工作量極大。

智能光伏電站可以實現(xiàn)借助搭載GPS、紅外成像和無線傳輸設(shè)備的無人機，根據(jù)設(shè)置好的路徑準確飛行，對組件進行熱成像掃描，從而精確定位有熱斑、隱裂等故障的組件，結(jié)合圖像分析和專家診斷，全面、精準、及時判別設(shè)備故障，實現(xiàn)快速更換。降低了巡檢強度，電站設(shè)備的可靠性大幅提高，保障電站時刻工作在最佳狀態(tài)。

光伏發(fā)電的“大數(shù)據(jù)”時代

電站智能化、網(wǎng)絡(luò)化是發(fā)展趨勢。“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”成為“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略在光伏領(lǐng)域的具體實踐。目前，中電投黃河公司已經(jīng)建成全球最大的智能光伏電站大數(shù)據(jù)應用中心。

自2013年，中電投黃河公司在業(yè)界率先使用“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”大規(guī)模應用，成為是我國光伏電站數(shù)字化、智能化統(tǒng)一管理的首個科技平臺，正在引領(lǐng)全球光伏電站建站和運營管理新模式。

中電投黃河公司格爾木光伏電站一期200兆瓦工程為當時世界單體最大的光伏電站，共有192個子陣，9種電池組件816612塊、6種匯流箱3072臺、9種逆變器384臺、4種箱式升壓變192臺、直流匯流支路約5萬條，采集的信息量多達約16萬點，如此多的設(shè)備給安全生產(chǎn)管理帶來挑戰(zhàn)。按照常規(guī)的巡檢方式，2人每日才能巡檢12個子陣，工作量極大。黃河公司通過“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”系統(tǒng)的成功應用和采集海量數(shù)據(jù)，實時掌握電站設(shè)備運行情況，并能分析對比數(shù)據(jù)，查找故障源頭，全面、準確、及時判別設(shè)備故障，提高了監(jiān)測能力，降低了巡檢強度。

目前，中電投黃河公司已將12個光伏電站和茶卡、景泰、李家梁3個風電場的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)匯總至公司西寧集控中心，將管轄范圍內(nèi)多個電站統(tǒng)一在一個平臺上運行，實現(xiàn)光伏電站智能數(shù)字化，實現(xiàn)電站之間技術(shù)數(shù)據(jù)、經(jīng)濟指標的綜合對比分析、備品備件的統(tǒng)一管理、生產(chǎn)運行管理的資源共享。

值得一提的是中電投黃河公司運用數(shù)據(jù)實時采集、云存儲和在線專家分析系統(tǒng)，電站可自動體檢，給出最優(yōu)維護建議，如清洗建議、部件更換和維護建議等，實現(xiàn)光伏電站有效運維。

智能光伏引領(lǐng)未來

光伏電站智能化，網(wǎng)絡(luò)化是未來的必然趨勢。未來，中電投黃河公司將繼續(xù)堅持“科技引領(lǐng)”的理念，積極開拓新能源研究領(lǐng)域，不斷豐富光伏產(chǎn)業(yè)科研成果，繼續(xù)開展水電集群與水光互補、光伏電站系統(tǒng)效率提升、100兆瓦實驗基地等多個課題研究，為我國乃至世界光伏電站建設(shè)、運營提供實踐經(jīng)驗。

水電集群與水光互補研究。公司基于850兆瓦龍羊峽水光互補項目研究及成功運營，在黃河上游茨哈到羊曲河段建設(shè)茨哈(260萬千瓦)、班多(36萬千瓦)、羊曲(120萬千瓦)三個水電站，總裝機容量416萬千瓦。規(guī)劃在羊曲水電站附近的塔拉灘上建設(shè)400萬千瓦的光伏項目，全部通過規(guī)劃建設(shè)的750kV匯集站(4×210萬千瓦主變)打捆送出。充分利用龍羊水光互補項目取得的經(jīng)驗、研究成果，開展更大規(guī)模的水電集群與光伏互補研究。

光伏電站系統(tǒng)效率提升研究。目前國內(nèi)并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)整體效率最高僅達到80%，從影響并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)效率的各個因素包括設(shè)備性能(電池片、電池組件、電站設(shè)計、建設(shè)、運行管理等過程)入手，分析影響系統(tǒng)效率關(guān)鍵因素的機理，同時開展該因素的測試方法和數(shù)據(jù)處理分析方法的研究，并依托已建成的并網(wǎng)光伏電站開展系統(tǒng)效率檢測，得到一套并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)效率評價標準，指導電站后期系統(tǒng)效率檢測，優(yōu)化電站設(shè)計方案，提升電站整體轉(zhuǎn)化效率，實現(xiàn)光伏電站的平價上網(wǎng)，能源建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

100兆瓦實驗基地研究。正在建設(shè)的100兆瓦并網(wǎng)光伏發(fā)電工程實證基地，被列為國家“863計劃”“大型并網(wǎng)光伏電站關(guān)鍵技術(shù)研究與設(shè)備研制”重大課題。實驗基地主要由太陽電池組件實驗區(qū)、逆變器實驗區(qū)、組件支架實驗區(qū)和設(shè)計對比實驗區(qū)等七個實驗區(qū)域組成，建成后，將為中國光伏產(chǎn)業(yè)提供一個大規(guī)模同臺實證試驗平臺。

智能光伏電站的建成運維和“互聯(lián)網(wǎng)+光伏”成功應用，正在引領(lǐng)全球光伏電站建站和運營管理新模式?；赝S河公司光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路，無論是新理念的創(chuàng)新、新產(chǎn)品的應用，還是新技術(shù)的研發(fā)，都為我國光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和光伏電站平價上網(wǎng)做出了積極實踐。