華能東方光伏電站運行三年，智能化效果顯著
記者：新聞聯播 新聞分類：產業科技 更新日期：2020-01-22 06:45:00
海口2020年1月20日 /美通社/ -- 3年前，華能與華為聯合創新開啟了光伏電站數字化之路。作為數字化先河的排頭兵，華能東方光伏項目這幾年的運營成果究竟如何？
華能東方光伏電站項目於2016年6月30日並網發電，項目選用光伏「領跑者」先進技術的280Wp的單晶光伏組件和華為智能光伏解決方案。東方光伏電站創新開啟了集團公司光伏電站數字化、智能化之路。在華能海南清潔能源分公司對電站實施智能化手段後，發電運維指標均取得了創歷史性記錄的成果。
首年（2017年）：設計等效小時數是1319小時，實際運行年綜合利用小時達到1483小時，超設計值12.43%。首年上網電量1914萬kwh，超設計發電量(1598萬kwh) 19.77%，年平均效率PR值84.58%。
2018年：上網電量1905萬kwh， 等效利用小時為1476.7h，發電效率PR值84.43%。
2019年：上網電量2056.347萬kwh， 等效利用小時為1594.07h，平均發電效率PR值85.3%，業內遙遙領先。
2017-2018年度，華能海南發電股份有限公司東方光伏電站連續兩年榮獲全國太陽能光伏電站生產運行統計指標對標5A級電站。電站平均年發電效率PR值持續保持在84.43%以上，該電站運行3年，接近零故障，而且年發電量比設計值高20%以上，在業內罕見。特別是2019年，作為位於三類光資源地區光伏電站，發電量2056萬度，利用小時數1594，年發電量和年利用小時在往年高水平的基礎上，有大幅度提升，再創新紀錄。
七大技術，解析高發電
那麼東方光伏電站發電量長期攀高的原因是什麼呢？
多路MPPT，高發電量的保障
組件衰減、朝向、早晚前後排遮擋等因素會造成組串失配；特別在海南有雲朵、鳥糞等遮擋、降雨降水後在光伏板上形成水漬等原因，都會造成組件失配而嚴重影響發電量。項目採用了華為智能組串式逆變器，2串組串接入1路MPPT，80路MPPT/MW，相比集中式逆變器，將最大程度減少組串間的失配，有效提升系統效率。
「早起晚睡」，延長髮電時間
組串MPPT工作電壓範圍寬，讓逆變器「早起晚睡」，延長髮電時間，進一步提升電站效率。華為智能組串式逆變器採用雙極拓撲結構，組件輸出電壓經過BOOST直流升壓電路，當直流輸入電壓低時，可以升壓滿足母線電容的要求，所以智能組串逆變器MPPT工作電壓範圍200V~1000V；而集中式逆變器採用單機拓撲結構，MPPT工作電壓範圍一般在520V~1000V，這樣組串逆變器可以工作更久，發更多的電。
無熔絲、無易損件設計，免運維
智能光伏設計方案的一個重要理念是「大道至簡」。方案組網簡單，故障點少，系統故障概率極低。華能東方光伏電站，運行三年半，在高溫、高熱、高鹽霧的三高環境，創造了接近零故障的奇跡。另外，華為組串式逆變器經過TUV現場實證，可用度達99.996%。華為逆變器在推向市場之前，需經過全球認證檢測中心（GCTC）的1400多項嚴苛測試，覆蓋鹽霧/濕塵腐蝕、雷擊、高海拔、溫度極限（零下60攝氏度-零上100攝氏度）等場景，以保證的產品在各種惡劣環境中穩定運行。從設計源頭上保證了電站長期可靠。
防PID技術，避免損失，保障安全
華能東方光伏電站距海邊僅220米，電池組件一直處於高溫高濕環境下工作，相對更易出現PID衰減。智能光伏將防PID模塊放置於通訊櫃中，並根據逆變器電壓自動調整輸出電壓，從交流虛擬中性點N對PE間注入電壓方式，達到電池板PV-對地等電位，消除PV-對地的負電壓，起到抑制PID的作用。
更為重要的是，華為最新的PID抑制技術採用華為專利，通過逆變電路構建虛擬中性點，相對傳統使用電阻或電感構建中性點的方案，具有補償損耗低、補償過程更安全等優勢；相比傳統PID修復方案，發電量可提升2%以上，同時支持5 MW以上的更大子陣。
PLC替代RS485，無線4G替代光纖，成本降低
在通訊傳輸環節，華能東方光伏電站採用PLC技術，替代RS485，無需佈置通訊線，無需施工，節省了投資；並採用無線4G專網替代光纖，無需挖溝埋光纜，2周完成部署調測，單站平地可覆蓋範圍10公里，不僅能實現快速部署，還支持移動運維。由於電站位置較偏僻，現場公網信號不好，但無線專網信號良好，現場通信非常通暢，可以支持運維人員無線終端與中控室視頻通話，方便快捷。
離散率，精準定位故障位置
離散率分析是提升運維效率的強大武器。在該項目中，通過離散率分析，精準檢測故障組串，運維人員有目的的上站排查，及時將這些低效組串進行有效整改，使得電站每路組串均無缺陷，長期處於健康運行狀態。
截止目前，已經採用該技術的項目達到20 GW以上。應用離散率解決現場故障，為電站的穩定運行打下基礎。
智能IV診斷，遠程判決故障原因
智能IV診斷在東方電站的應用非常有效。12.9 MW電站，1920個組串，4分鐘內完成掃瞄，定位熱斑、碎裂、二極管等組串故障，現場精準排查。整個檢測遠程在線完成，無需人員上站，並可自動生成檢測報告。原來以「月」計算的運維工作縮短為以「分」計算。
2019年，智能IV診斷升級到3.0，百MW僅15分鐘就能完成所有組串的檢測。並進一步融合AI技術，通過AI機器學習，不斷積累IV經驗和完善故障模型。截至目前，華為的智能IV診斷應用超過5GW，獲得海內外客戶的廣泛認可，也是唯一取得TUV準確度和精度認證的廠家。
在開啟數字化先河的華能東方光伏電站後，華能與華為在智能光伏項目的合作，總規模超過1GW，80%以上部署了智能管理系統。2019年8月8日，華能集團又與華為公司簽署了戰略合作協議，雙方同意建立長期合作夥伴關係，共同推動5G、AI等技術與光伏電站的進一步融合，為打造平價時代的標桿電站探索更多的領先技術。
華能東方光伏電站項目於2016年6月30日並網發電，項目選用光伏「領跑者」先進技術的280Wp的單晶光伏組件和華為智能光伏解決方案。東方光伏電站創新開啟了集團公司光伏電站數字化、智能化之路。在華能海南清潔能源分公司對電站實施智能化手段後，發電運維指標均取得了創歷史性記錄的成果。
首年（2017年）：設計等效小時數是1319小時，實際運行年綜合利用小時達到1483小時，超設計值12.43%。首年上網電量1914萬kwh，超設計發電量(1598萬kwh) 19.77%，年平均效率PR值84.58%。
2018年：上網電量1905萬kwh， 等效利用小時為1476.7h，發電效率PR值84.43%。
2019年：上網電量2056.347萬kwh， 等效利用小時為1594.07h，平均發電效率PR值85.3%，業內遙遙領先。
2017-2018年度，華能海南發電股份有限公司東方光伏電站連續兩年榮獲全國太陽能光伏電站生產運行統計指標對標5A級電站。電站平均年發電效率PR值持續保持在84.43%以上，該電站運行3年，接近零故障，而且年發電量比設計值高20%以上，在業內罕見。特別是2019年，作為位於三類光資源地區光伏電站，發電量2056萬度，利用小時數1594，年發電量和年利用小時在往年高水平的基礎上，有大幅度提升，再創新紀錄。
七大技術，解析高發電
那麼東方光伏電站發電量長期攀高的原因是什麼呢？
多路MPPT，高發電量的保障
組件衰減、朝向、早晚前後排遮擋等因素會造成組串失配；特別在海南有雲朵、鳥糞等遮擋、降雨降水後在光伏板上形成水漬等原因，都會造成組件失配而嚴重影響發電量。項目採用了華為智能組串式逆變器，2串組串接入1路MPPT，80路MPPT/MW，相比集中式逆變器，將最大程度減少組串間的失配，有效提升系統效率。
「早起晚睡」，延長髮電時間
組串MPPT工作電壓範圍寬，讓逆變器「早起晚睡」，延長髮電時間，進一步提升電站效率。華為智能組串式逆變器採用雙極拓撲結構，組件輸出電壓經過BOOST直流升壓電路，當直流輸入電壓低時，可以升壓滿足母線電容的要求，所以智能組串逆變器MPPT工作電壓範圍200V~1000V；而集中式逆變器採用單機拓撲結構，MPPT工作電壓範圍一般在520V~1000V，這樣組串逆變器可以工作更久，發更多的電。
無熔絲、無易損件設計，免運維
智能光伏設計方案的一個重要理念是「大道至簡」。方案組網簡單，故障點少，系統故障概率極低。華能東方光伏電站，運行三年半，在高溫、高熱、高鹽霧的三高環境，創造了接近零故障的奇跡。另外，華為組串式逆變器經過TUV現場實證，可用度達99.996%。華為逆變器在推向市場之前，需經過全球認證檢測中心（GCTC）的1400多項嚴苛測試，覆蓋鹽霧/濕塵腐蝕、雷擊、高海拔、溫度極限（零下60攝氏度-零上100攝氏度）等場景，以保證的產品在各種惡劣環境中穩定運行。從設計源頭上保證了電站長期可靠。
防PID技術，避免損失，保障安全
華能東方光伏電站距海邊僅220米，電池組件一直處於高溫高濕環境下工作，相對更易出現PID衰減。智能光伏將防PID模塊放置於通訊櫃中，並根據逆變器電壓自動調整輸出電壓，從交流虛擬中性點N對PE間注入電壓方式，達到電池板PV-對地等電位，消除PV-對地的負電壓，起到抑制PID的作用。
更為重要的是，華為最新的PID抑制技術採用華為專利，通過逆變電路構建虛擬中性點，相對傳統使用電阻或電感構建中性點的方案，具有補償損耗低、補償過程更安全等優勢；相比傳統PID修復方案，發電量可提升2%以上，同時支持5 MW以上的更大子陣。
PLC替代RS485，無線4G替代光纖，成本降低
在通訊傳輸環節，華能東方光伏電站採用PLC技術，替代RS485，無需佈置通訊線，無需施工，節省了投資；並採用無線4G專網替代光纖，無需挖溝埋光纜，2周完成部署調測，單站平地可覆蓋範圍10公里，不僅能實現快速部署，還支持移動運維。由於電站位置較偏僻，現場公網信號不好，但無線專網信號良好，現場通信非常通暢，可以支持運維人員無線終端與中控室視頻通話，方便快捷。
離散率，精準定位故障位置
離散率分析是提升運維效率的強大武器。在該項目中，通過離散率分析，精準檢測故障組串，運維人員有目的的上站排查，及時將這些低效組串進行有效整改，使得電站每路組串均無缺陷，長期處於健康運行狀態。
截止目前，已經採用該技術的項目達到20 GW以上。應用離散率解決現場故障，為電站的穩定運行打下基礎。
智能IV診斷，遠程判決故障原因
智能IV診斷在東方電站的應用非常有效。12.9 MW電站，1920個組串，4分鐘內完成掃瞄，定位熱斑、碎裂、二極管等組串故障，現場精準排查。整個檢測遠程在線完成，無需人員上站，並可自動生成檢測報告。原來以「月」計算的運維工作縮短為以「分」計算。
2019年，智能IV診斷升級到3.0，百MW僅15分鐘就能完成所有組串的檢測。並進一步融合AI技術，通過AI機器學習，不斷積累IV經驗和完善故障模型。截至目前，華為的智能IV診斷應用超過5GW，獲得海內外客戶的廣泛認可，也是唯一取得TUV準確度和精度認證的廠家。
在開啟數字化先河的華能東方光伏電站後，華能與華為在智能光伏項目的合作，總規模超過1GW，80%以上部署了智能管理系統。2019年8月8日，華能集團又與華為公司簽署了戰略合作協議，雙方同意建立長期合作夥伴關係，共同推動5G、AI等技術與光伏電站的進一步融合，為打造平價時代的標桿電站探索更多的領先技術。
