光伏电站运维管理的分析与探讨

姚焰华

摘 要：近些年来，随着我国经济的不断发展，对能源需求的力度越来越大，传统能源对环境的依赖和污染问题近些年已经显现出来。因此许多国家正在逐步进行新能源的开发和利用，尤其是太阳能资源，作为清洁无污染的新型能源，它的成功应用对于缓解越来越严重的能源危机和环境保护都有极其重要的战略性意义。太阳能光伏电站在我国的大力发展和应用，是我国应对自身资源问题和现代化发展的重要举措，但在运行维护管理中存在的一些问题，已经影响到了太阳能光伏电站的运行效率，我国的建设原则基本遵循分布式利用与集中开发模式相结合，太阳能资源丰富的西部地区地区主要以集中开发模式为主，而在东中部地区则以分布式光伏模式建设施行，并与区域内的水电、火电、核电等其他电站相辅相成。随着光伏电站的建设和推广的规模不断扩大和类型的多样化发展，也给我国的光伏电站的运行维护和管理带来了巨大的挑战，因此我国应当对光伏电站的发展现状和规划进行深刻的剖析和讨论，进而提高太阳能光伏电站的整体运行维护水平。

关键词：太阳能光伏；设备管理；运维机制；问题与对策

1 光伏电站的发展概述

1.1 太阳能利用

在当前能源危机越来越严重的情况下，对可再生资源的开发与利用成为当今世界社的重要讨论和发展的问题。我国在能源领域的主要任务和工作重点是加快我国能源结构调整的步伐，不断加强我国绿色能源的开发及实际生产能力。太阳能作为新能源的一种，得到了社会的广泛关注。在多年的探索实践中表明，这一技术是切实可行的。

1.2 光伏电站

光伏电站是指一种利用太阳能资源，采用现代化的特殊材料（晶硅板、逆变器等电子元器件）组成的发电系统，并与其他电网相连输送电力的光伏发电体系。光伏电站是目前我国家鼓励力度最大的绿色能源开发项目之一。太阳能光伏电站一般有两种建设形式，可分为独立发电系统（带蓄电池）和并网发电系统（不带蓄电池）两种，太阳能资源的发电模式可分为光热发电模式和光伏发电模式，现阶段的太阳能发电大多是指太阳能资源的光伏发电模式。

1.3 光伏电站的主要组成部分

光伏电站发电系统主要是由太阳能电池矩阵、蓄电池组、控制设备、逆变器设备、太阳能跟踪控制系统等设备组成。

1.4 光伏发电的优缺点

1.4.1 光伏发电的优点

太阳能资源是可再生资源，取之不尽，用之不竭；太阳能资源发电应用安全，无噪声污染，绿色环保无污染；光伏发电系统不受太阳能资源分布地域的限制，可利用建筑屋顶、各类荒地以及平地的优势；实用性高，能源质量高；工程建设周期较短，从而会相对节省获取能源的时间。

1.4.2 光伏发电的缺点

太阳能资源的具有稀薄性，照射的能量分布密度小，即需要广阔的覆盖面积才能收集到足够的资源；太阳能资源具有间歇性，无法连续不间断的供应和获取能源，受四季变化、昼夜交替及阴晴转换等气象条件的影响。

1.5 光伏发电的发展历程

1839年法国科学家贝尔雷克发现光伏效应，到1945年才在美国的贝尔实验室里将该理论转化为实际应用，制成了单晶硅太阳电池，实现了将太阳能资源转为电能。20世纪70年代后期，随着世界工业化进程的不断推进，全球性的能源危机和大气污染问题逐渐显现，传统能源如煤、石油等资源不断减少的同时，对环境所造成的危害也日益严重，大形势下，世界各国开始吧目光投向了可再生、无污染的新能源，以寻求世界的可持续发展。20世纪90年代后期，光伏发电技术迅猛发展，欧美各国广泛规划和应用，随着太阳能光伏发电技术的不断完善，光伏组件的生产成本也在不断降低，光伏发电的规模化、工业化进程随之加快。

2 光伏电站在我国的发展

2.1 中国开发太阳能优势

我国地处北半球，国土面积辽阔，太阳能资源丰富 ，我国大多数地区年平均日辐射量高，年日照时数长。与同纬度的其他国家相比，具有很大优势，具有巨大的开发潜能。

2.2 中国开发太阳能历史

我国太阳能应用的研究工作开始于20世纪五六十年代，将太阳能电池研制成功后，于20世纪70年代进入太阳能光伏发电产业，并在我国第二颗人造卫星（东方红2号）上首次成功应用，随后我国开始了太阳能电池在地面的应用。改革开放以后，随着国内外先进技术的交流学习和实践，我国开始自主开发单晶硅太阳电池。20世纪末，我国的太阳能光伏发电技术正式进入稳定发展时期，光伏发电组件年产量产量稳步增长。经过几十年的努力，在本世纪初光伏发电迎来了快速发展的新阶段。总体来看，我国的太阳能光伏发电产业的发展历程上有两次大的飞跃，第一次是在20世纪80年代中后期，当时正值我国的改革开放的蓬勃发展时期，太阳电池生产线得到迅速扩张，使我国的光伏电池的生产能力逐步增强，所引进的太阳能电池的生产设备及生产线的主要投资来自政府的财政拨款和国有企业的资金投入。光伏产业的第二次比较大的发展阶段是在进入21世纪以后，主要是受國际发展大环境的影响、国际项目和政府项目的启动以及市场需求的拉动。21世纪初期，由国家发改委负责实施的“送电到乡”项目及“光明工程”的先导项目以及在“送电到村工程”均采用了较为先进的太阳能光伏发电技术，为我国的社会主义现代化建设奠定了基础和保障。截止到2016年，我国累计光伏装机量近到5000万千瓦，首次超过德国，跃居世界第一。这代表着我国在新能源领域继风电装机跃居全球第一之后的又一次飞跃。

2.3 中国开发太阳能现状

经过几十年的发展和实践，我国现阶段的光伏电站建设项目已日趋完善，并已初步建立起从原材料的生产到光伏发电系统建设等多个环节构成的完整产业链，尤其是多晶硅材料的生产所取得的重大突破和进展，打破了太阳能电池的外国进口条件壁垒，为我国的太阳能光伏发电的规模化、系统化发展奠定了基础和条件。endprint

2.4 光伏电站现状

近些年来我国太阳能光伏发电产业快速发展，投资风险小、收益见效快、政府政策好等特点，引发了整个光伏发电产业出现前所未有的投资热潮，同时也存在着盲目投资、光伏电站间恶性竞争、光伏发电技术创新不足等问题。光伏电站在国家的相关政策和扶持下，经过几年的技术过度时期近几年来已经步入快速发展建设的新阶段。随着国内光伏电站的不断增加，现阶段光伏电站的安全运营和维护工作已经成为光伏电站发展的重中之重。并网光伏电站直接与电网并联，光伏电力与市电同时对设备供电，不需要切换装置。众所周知，光照强度是一个抛物线的变化过程，光伏电力也遵循这一变化规律。用户功率稳定，保证用电稳定。实现节能效益共享的初衷。因此光伏电站的运维管理工作是其安全运行的保障和基础，通过对设备的科学化的检测和评估，对其进行周期性的预防维护，并且定期对其进行设备性能检测等方法，对光伏电站进行经济有效的科学管理，以维持整个光伏电站的正常安全运行，进而保证投资者的利益，同时这也是光伏电站扩大规模提升自身竞争力的基础。

3 光伏电站在运维管理中的问题分析

在国家的相关政策扶持持下，近几年来太阳能光伏发电行业的快速发展和建设，国内光伏发电企业和制造企业都有了很大的进步，同时，也不可避免的涌现出了很多问题。

3.1 运行维修方面

主要是电站建设方面、光伏电站电价受政策性影响较大，导致大部分项目工程建设期较短，电站设计和建设的诸多环节不能得到有效的科学控制，这必然会影响电站的整体安全和建设质量，随着光伏电站规模的不断扩大，这类矛盾愈加突出。同时，大量光伏电站短期内的连续建设运行，行业内专业的运行维修人员配备不足，大多数的运行维修人员缺乏基本的现场运行维修经验，由于太阳能光伏电站属新兴发电形式，运行维修员工并无光伏电站的维修经验，同时也没有较为系统成熟的光伏运维管理体系可以学习借鉴。尤其是对于大型荒漠化并网光伏电站来讲，大多建设在偏远地区，甚至是处于西部地区的荒漠戈壁地带，交通不便、电压等级要求相对较高，给运行维护和故障维修造成了一定困难。而且专业的太阳能光伏电站运行维修人才短缺、运维管理队伍相对年轻、太阳能光伏运维经验少、运维技术交流机会相对较少、生产厂家的事故处理周期较长等因素会影响光伏电站的日常运行和维护。

3.2 光伏电站的自身限制因素

随着技术的进步和发展，光伏发电组件的原材料价格逐步下降，原有的组件及电池的生产商近几年持续亏损，近三分之一的组件商濒临或已近停产。与此同时，由于国家相关政策的控制下，太阳能光伏发电距离平价上网，还需等待，导致电站运营商和投资商也在观望状态，这将导致太阳能光伏发电组件的价格持续下跌；另外来讲，国家相关财政补贴资金缺口很大，我国的太阳能光伏电站是生存在国家财政补贴之上的行业，所获取利润的高低取决于国家财政补贴和各地的电价水平。国家统一的分布式发电项目電价标准的不确定性以及国家相关财政的调整，都会给电站投资商带来不确定性。

3.3 光伏电站的后期运营

太阳能光伏发电项目作为新兴的新能源产业，随着规模的不断扩大，一味的追求快速发展，忽略了太阳能光伏电站的后期运营和维护管理，尤其是在前期的设计、施工阶段，对于光伏发电的运行和维护的需求考虑不全面，缺乏太阳能光伏电站运营维护设施设备和预案措施及经验，光伏电站的安全管理问题也尤为突出，光伏电站的运行维修从业人员参差不齐，未组织专业的职业技能及安全操作的培训，运维人员的安全意识薄弱，运营检修操作不规范，易导致设备的故障和损害。同时由于缺少有力的安全监督，运维方式方法不成熟、不科学、不专业，再加上光伏电站的运维缺乏行业标准和技术规范，运维效果不佳，长此以往，对光伏电站的投资人和当地政府都会造成一定的经济损失。

3.4 光伏设备管理

太阳能光伏电站并网投运后，光伏设备便成为了电站管理工作的重中之重。只有降低电气设备发生故障的概率，才能切实保证电站安全的稳定运行，进而达到预期的生产目标满足各方的效益要求。电气设备作为光伏电站的核心设备，是决定安全生产的主要因素，电气设备的正常维护也是保障运行的重中之重，同时又由于大型并网光伏电站涉及的光伏组件及设备类型和数量众多，来自不同厂商，不同技术发展水平的光伏发电设备的兼容性较差，易导致设备故障、光伏发电系统运行的不稳定、太阳能利用率低下等问题，严重影响太阳能光伏电站的经济效益。长此以往，电器设备的技术性能衰弱，组件的使用寿命会降低。为杜绝此类现象发生，以及把因设备原因而造成的企业损失控制到最低，我们应当制定出一套切实可行的设备运维管理机制，从而确保电站安全稳定生产，减少设备故障的发生，保障顺利生产。

4 光伏电站的管理与发展

4.1 光伏电站管理

光伏电站在建设和运行期间，应当根据我国的相关法律法规以及电力行业的相关规定，结合其他电站运行的规章制度，制定出符合自身特点的相关细则和章程，以适应日常生产经营管理的需要和光伏电站的安全高效运行，同时应组建项目管理公司，定期巡检电站，保证电站运行，同时，也可与当地的光伏实验室进行合作，对电站的运行状况进行精确检测和把握。

4.2 运行维修人员个人技能素质提高

运行维修人员的个人技能素质的提高是需要从大量的实践经验中获取。应当加强运维人员的专业培训工作，不断提高从业人员的素质水平，加强创新意识，为太阳能光伏电站的可靠运行提供技术支持和人员保障。在光伏电站运行分析制度建设的过程中，落实国家相关政策和补贴，整合多方的资源及力量，进而不断累积光伏电站的建设生产经验，进而提升我国太阳能光伏电站的建设水平。同时，这就要求太阳能光伏电站的运维人员应当依据自身的实际经验，建立光伏电站的设备运维技术档案，这样能够有效地促进行业人员的交流与合作，也能够帮助运维人员能够高效的熟悉各设备参数和运行概况，为光伏电站的日常运维作业提供技术保障。endprint

4.3 相关政策

对分布式光伏发电不应只采取单一的电量补贴方式，为了维持市场繁荣和东西部利益均等，国家应当改变相应的国家补贴政策，地方政府也应贯彻落实补贴和并网政策，政府对光伏电站的补贴不应只停留在表面，在具体实施中要做到不拖欠，不推诿，与光伏电站的投资商河建设方协商发展。国家电网对分布式光伏项目的并网政策也应进行相应的调整，提高光伏电站投资者的积极性，处理好光伏电网与国家电网之间的利益关系，最终达到双方共赢的目的。

4.4 明确项目的责任制度

明确项目的责任制度，提高太阳能光伏电站的整体运维管理水平。太阳能光伏发电设备投资较大，且由于位置多为贫困偏远地区，再加上太阳能光伏电站是属于一个新兴事物，在当地的运维管理上存在困难，正常运行比较艰难。工作人员应该首先明确项目的责任负责制度，确定项目责任，政府也应通过相应的政策引导，支持当地企业加入到太阳能光伏设备的研发与经营中，太阳能光伏电站应当采用商业化的管理模式，打造政府和个人双赢的太阳能光伏电站。

4.5 加强细节问题维护

提升运行维护管理水平在太阳能光伏电站的建设中，必须要注意以下细节问题：①组件朝向问题，组件应当呈一定倾角朝南铺设；②防遮挡问题，铺设于开阔地带，或者房屋建筑顶层，避免阳光被遮挡；③光伏組件的清洁，可根据运行环境的具体情况确定清洁周期和方案。清洁时，应避免对面板的踩踏，用科学有效的方法去污的同时注意对光伏组件的保护；④做好设备组件的定期检修工作，光伏电站常备易损换的部件，以便及时更换损坏的组件，提高工作效率。

5 结束语

随着世界工业化进程的加快，资源枯竭和日益严重环境污染问题也接踵而至，近些年来，我国出台了各项一系列治理环境的政策法规，加大了环保力度，尤其是对新能源的开发和利用，国家财政专项专用。太阳能光伏电站的普及和建设，可见是社会发展的时代要求，也是我国建设社会主义的重要组成部分，虽然现阶段的光伏电站运维管理还存在一定问题，但其发展前景不可估量。

参考文献

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