淺議文化公益場館屋頂分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維管理,設(shè)備管理論文

淺議文化公益場館屋頂分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維管理,設(shè)備管理論文摘要：2021年9月，國家發(fā)改委印發(fā)(完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案〕，提出鼓勵可再生能源的使用，支持可再生能源發(fā)展。在這樣的政策推動下，光伏發(fā)電市場無疑將迎來高質(zhì)量發(fā)展的新機(jī)遇?，F(xiàn)結(jié)合山東博物館光伏電站日常管理的工作經(jīng)歷體驗(yàn)以及其他項(xiàng)目的調(diào)研情況，分析電站運(yùn)維經(jīng)過中的幾點(diǎn)突出問題并給予解決建議，希望能提升電站運(yùn)營質(zhì)量，推動我們國家太陽能發(fā)電事業(yè)健康發(fā)展。本文關(guān)鍵詞語：文化公益場館；分布式光伏；并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)；運(yùn)維管理2021年9月，國家發(fā)改委印發(fā)了(完善能源消費(fèi)強(qiáng)度和總量雙控制度方案〕，提出到2035年，能源資源優(yōu)化配置、全面節(jié)約制度將愈加成熟和定型。(山東省能源發(fā)展十四五規(guī)劃〕明確提出，十四五期間，山東省將施行可再生能源倍增行動，推進(jìn)工業(yè)廠房、商業(yè)樓宇、公共建筑、居民住宅等屋頂光伏建設(shè)，優(yōu)先發(fā)展自發(fā)自用分布式光伏。在這樣的政策推動下，光伏發(fā)電市場將迎來高質(zhì)量發(fā)展的新機(jī)遇。圖1山東博物館光伏電站山東博物館太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)位于博物館頂層〔圖1〕，有效施行區(qū)域面積約7000m2，光伏矩陣采用標(biāo)準(zhǔn)功率為180Wp的多晶硅光伏組件，共計(jì)39組2500塊，總裝機(jī)容量429kWp。項(xiàng)目于2018年7月建成投入使用，截至當(dāng)前已持續(xù)運(yùn)行11年。結(jié)合電站日常管理的工作經(jīng)歷體驗(yàn)以及其他項(xiàng)目的調(diào)研情況，本文將討論光伏電站日常運(yùn)維經(jīng)過中需要注意的幾點(diǎn)問題，為完善文化公益場館光伏發(fā)電運(yùn)營體系助力。1、并網(wǎng)光伏電站運(yùn)維經(jīng)過中的突出問題1.1、設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)籌性、前瞻性在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)現(xiàn)有水平的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮方案施行的實(shí)際條件，如硬件設(shè)施、工作環(huán)境等，以發(fā)展的目光規(guī)劃電站建設(shè)，既方便日常維護(hù)管理，又具備接駁將來先進(jìn)技術(shù)的能力。在山東博物館逆變器工作的11年內(nèi)，除日常維護(hù)外，機(jī)房內(nèi)的設(shè)備工作正常，室外則已大修兩次。事實(shí)證明，逆變器根據(jù)太陽能電池板的單元劃分分布在場區(qū)內(nèi)，位置設(shè)計(jì)不合理將給人員日常巡檢帶來不便；室外環(huán)境惡劣，風(fēng)沙、灰塵、水汽等容易進(jìn)入逆變器，如不采取有效防護(hù)措施，容易引發(fā)內(nèi)部電路故障；設(shè)備選型更換不匹配、不兼容，會影響系統(tǒng)發(fā)電效率，給電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行帶來隱患。1.2、生產(chǎn)和技術(shù)服務(wù)水平參差不齊現(xiàn)前階段，我們國家太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)步入商業(yè)化應(yīng)用階段。光伏產(chǎn)品生產(chǎn)方面，市場供給商良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量波動大；技術(shù)服務(wù)方面，運(yùn)維單位綜合實(shí)力薄弱，人員的專業(yè)技能水平參差不齊，最終導(dǎo)致光伏電站在運(yùn)維管理中暴露出各種各樣的問題。光伏電站建設(shè)初期，方案設(shè)計(jì)疏忽、設(shè)備質(zhì)量缺陷、施工質(zhì)量差等問題給電站的后期運(yùn)維帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)；日常管理中，電站工程師對于光伏產(chǎn)業(yè)了解不細(xì)致，職業(yè)素養(yǎng)低下，實(shí)操經(jīng)歷體驗(yàn)匱乏，電站時(shí)常因操作不當(dāng)而引發(fā)技術(shù)故障，或者因監(jiān)測不到位而無法準(zhǔn)確判定并消除故障，影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。1.3、業(yè)主和維保單位權(quán)責(zé)劃分不清、管理混亂良好的運(yùn)維管理制度是保證電站穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，扎實(shí)有效地執(zhí)行制度則是電站正常運(yùn)行的可靠保障。光伏電站運(yùn)維管理制度，主要是明確電站在運(yùn)行維保方面的管理細(xì)節(jié)，明確業(yè)主和維保單位在電站管理中的工作職責(zé)和處理權(quán)限。但是，當(dāng)下光伏電站運(yùn)行管理中確實(shí)存在權(quán)責(zé)不清、管理混亂的現(xiàn)象：單位部門間的管理界面模糊不清甚至留有管理空白，制度權(quán)責(zé)不完善、不明晰，導(dǎo)致業(yè)主和維保雙方產(chǎn)生消極怠工的態(tài)度，在電站運(yùn)行、數(shù)據(jù)管理和維護(hù)保養(yǎng)等方面互相扯皮；有的電站固然制定了較為完善的運(yùn)維管理制度，但在人員落實(shí)方面存在缺位錯位，懶散現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。1.4、資產(chǎn)鼓勵策略不健全長期以來，國有資產(chǎn)的管理研究習(xí)慣側(cè)重于資產(chǎn)顯性的投資收益，而隱性的、內(nèi)在的資產(chǎn)收益研究一直未引起足夠的重視。可再生能源開發(fā)利用作為科室的主管經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目，在單位主體申報(bào)財(cái)政預(yù)算時(shí)，往往被納入整體運(yùn)行經(jīng)費(fèi)中，沒有具體表現(xiàn)出其突出的重要性，導(dǎo)致資產(chǎn)管理經(jīng)常出現(xiàn)諸如績效考核目的不清楚明晰、重使用輕管理、經(jīng)費(fèi)被擠占、產(chǎn)出效益不高等現(xiàn)象。針對以營利為目的的光伏電站，人們從投資者的角度完成了其運(yùn)作形式、管理機(jī)制、政策支持等投資策略的全經(jīng)過研究，而自產(chǎn)自用形式下潛在的能源節(jié)約，也應(yīng)當(dāng)及時(shí)撥付運(yùn)維資金，積極探尋求索可持續(xù)發(fā)展的資產(chǎn)鼓勵策略。2、并網(wǎng)光伏電站運(yùn)維管理建議2.1、優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案文化場館設(shè)施平層面積大，屋面無遮擋，平面鋪開優(yōu)勢明顯，合適采用屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。新建場館建筑與光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，建筑外型協(xié)調(diào)美觀、供用電系統(tǒng)安全可靠；在既有建筑物上施行光伏建筑附加〔BAPV〕工程時(shí)也要綜合考慮構(gòu)造改造和電氣安全性。根據(jù)光伏電站的實(shí)際工況，太陽能機(jī)房宜設(shè)置在建筑屋頂或頂層，控制設(shè)備集中管理，優(yōu)化線路敷設(shè)方案，降低線路能耗，減少故障點(diǎn)。逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其內(nèi)部有電容、顯示屏等電子元件，不耐高溫，宜集中安裝于屋面或頂層的機(jī)房內(nèi)，遮陰避雨、防塵防濕、通風(fēng)散熱良好；安裝位置兼顧網(wǎng)點(diǎn)、組件兩者的距離，靠近網(wǎng)點(diǎn)則節(jié)約投資成本，靠近組件則電纜損耗低、施工方便。電池方陣的支架基座多采用現(xiàn)澆混凝土方式建設(shè)，澆筑經(jīng)過中，建議添加適量的防水混合劑到混凝土內(nèi)，與屋面防水系統(tǒng)共同設(shè)計(jì)、集中施工，杜絕出現(xiàn)屋面雨水滲漏問題。2.2、選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的光伏產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)經(jīng)過十多年的發(fā)展，我們國家光伏制造業(yè)已實(shí)現(xiàn)本土化生產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)水平和體系建設(shè)到達(dá)了世界領(lǐng)先水平，多晶硅材料、電池板組件、逆變器等生產(chǎn)成本下降明顯。宏大的市場發(fā)展前景也引發(fā)了行業(yè)考慮：怎樣甄別諸多光伏產(chǎn)品的良莠，保證電站運(yùn)營的壽命與品質(zhì)。光伏電站的全壽命周期長達(dá)二十余年，關(guān)鍵設(shè)備的品牌選擇和優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)是決定電站收益的關(guān)鍵因素。由于技術(shù)專利的排他性，買方單位應(yīng)慎重選擇品牌，以明確的標(biāo)準(zhǔn)對龐大的光伏市場進(jìn)行挑選，綜合考察品牌影響力、科研實(shí)力和企業(yè)發(fā)展?jié)摿Φ?，選擇合作意向目的。以市場導(dǎo)向?yàn)橹骶€，兼顧成本控制和性能提升，優(yōu)先選擇擁有強(qiáng)大技術(shù)支撐和研發(fā)投入，在產(chǎn)品質(zhì)量上不斷提高的品牌企業(yè)作為長期戰(zhàn)略合作伙伴。影響分布式光伏電站發(fā)電量的關(guān)鍵因素是系統(tǒng)效率，系統(tǒng)組件的選擇或更換要遵循規(guī)范[1]要求，以逆變器為單元劃分子系統(tǒng)，接入系統(tǒng)的組件電性能參數(shù)要盡可能一致。對于太陽能電池板之類的核心產(chǎn)品要注重光電轉(zhuǎn)換效率，而對于質(zhì)量技術(shù)相對成熟的逆變器、變壓器、匯流箱、線纜等設(shè)備，在知足設(shè)計(jì)參數(shù)的范圍內(nèi)優(yōu)先選擇性價(jià)比高的產(chǎn)品。2.3、制定詳實(shí)可行的管理方案并執(zhí)行文化單位要定期組織學(xué)習(xí)國家新能源相關(guān)政策，緊跟光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，制定符合本身場館特點(diǎn)的運(yùn)行、維護(hù)和檢修等中長期規(guī)劃，做好電站營運(yùn)管理工作。制定詳實(shí)可行的管理方案，根本任務(wù)是保持國有資產(chǎn)的安全完好，不僅要重視約束維保單位，確保運(yùn)維質(zhì)量，更要明確產(chǎn)權(quán)單位本身的責(zé)任和義務(wù)，強(qiáng)化職員監(jiān)督管理的積極性和責(zé)任心。對于電站的整體管理與維護(hù)，國家近十年相繼出臺了多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，細(xì)化巡檢周期、維護(hù)規(guī)則，規(guī)范電站信息化管理。光伏電站的正常運(yùn)行，定期維護(hù)工作必不可少。維保單位要分析電站服役工況，檢查設(shè)備能否帶病運(yùn)轉(zhuǎn)，準(zhǔn)確查找故障原因，斷定故障點(diǎn)位。要留意匯流箱、配電柜等箱體內(nèi)能否有積塵雜物、觸點(diǎn)松動等，檢查線纜老化問題，把握電池板熱斑現(xiàn)象及逆變器元器件工作情況。在進(jìn)行維護(hù)與管理的同時(shí)，注意記錄電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，如天氣條件、發(fā)電時(shí)間、發(fā)電量、負(fù)荷情況、設(shè)備不良故障等[2]。詳實(shí)可靠的運(yùn)維記錄是斷定系統(tǒng)工作能否正常的基本根據(jù)，有助于系統(tǒng)故障預(yù)判，進(jìn)而及時(shí)制訂處理預(yù)案。2.4、完善資產(chǎn)鼓勵和效能評價(jià)體系當(dāng)前，我們國家對公共建筑能效提升的鼓勵手段主要為財(cái)政補(bǔ)貼[3]。十四五期間，光伏發(fā)電將全面實(shí)現(xiàn)無補(bǔ)貼平價(jià)上網(wǎng)，相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼政策陸續(xù)停止，公共建筑節(jié)能降耗將面臨著鼓勵缺乏等問題[3]。怎樣讓光伏發(fā)電保值增值，確定科學(xué)的資產(chǎn)鼓勵方案迫在眉睫〔圖2〕。圖2光伏發(fā)電能效影響因素資產(chǎn)鼓勵，大部分產(chǎn)權(quán)單位側(cè)重于設(shè)備的維護(hù)責(zé)任，強(qiáng)調(diào)安全可靠，而諸如光伏發(fā)電等利用可再生能源進(jìn)行節(jié)能降耗的資產(chǎn)具有隱性產(chǎn)出的特點(diǎn)，設(shè)備收益極易被忽視。資產(chǎn)鼓勵的對象主要是產(chǎn)權(quán)單位。一方面，應(yīng)注重資產(chǎn)的保值性，防止資產(chǎn)流失。公益類事業(yè)單位的經(jīng)費(fèi)主要來源于公共財(cái)政，決策經(jīng)費(fèi)的分配比例時(shí)，應(yīng)留意開發(fā)利用可再生能源項(xiàng)目的資金申請，將節(jié)能降耗項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)單獨(dú)列支，優(yōu)先予以保證，充足的運(yùn)維資金是項(xiàng)目保值運(yùn)行的前提條件。另一方面，要維持資產(chǎn)的增值性，確保持久穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)效益。對于有條件、有能力開展碳中和的文化公益場館，將節(jié)能降耗作為主評項(xiàng)或者加分項(xiàng)納入單位的年度績效考核計(jì)劃中，制定科學(xué)的績效鼓勵標(biāo)準(zhǔn)，量化測評指標(biāo)，用好賞罰項(xiàng)，提升資產(chǎn)鼓勵的導(dǎo)向性，促進(jìn)可再生能源在公共建筑中的應(yīng)用廣度和深度。眾所周知，文化場館具有建筑體量大、能耗強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自產(chǎn)自用，減輕負(fù)荷用電的部分壓力。在健全的政策鼓勵下，產(chǎn)權(quán)單位能夠從光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)維實(shí)況中獲取準(zhǔn)確的反應(yīng)信息，查找客觀事實(shí)與設(shè)計(jì)初衷的差距，得出正反兩面的經(jīng)歷體驗(yàn)教訓(xùn)，構(gòu)成項(xiàng)目效能評估報(bào)告，凸顯設(shè)備隱性的經(jīng)濟(jì)效益。效能評價(jià)對運(yùn)維方案的完好性和系統(tǒng)性具有重要的意義，有益于業(yè)主全方位分析管理方案，調(diào)動和提高人員的工作積極性和職責(zé)意識，不斷改良設(shè)計(jì)理念和節(jié)能技術(shù)；有效推動運(yùn)維企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量，規(guī)范員工的工作行為，避免出現(xiàn)權(quán)責(zé)不清、管理混亂的局面，將光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)社會效益發(fā)揮到最佳。3、結(jié)束語可再生能源發(fā)展十四五規(guī)劃重點(diǎn)指出，要充分發(fā)揮可再生能源成本競爭優(yōu)勢，堅(jiān)持市場化方向，優(yōu)先發(fā)展、優(yōu)先利用可再生能源。光伏產(chǎn)業(yè)作為我們國家能源產(chǎn)業(yè)升級的新增長點(diǎn)，開展分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)維工作的研究