為什么要做大數(shù)據(jù)分析

        和所有的產(chǎn)品一樣，在使用多年以后，總會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的問題，光伏組件的發(fā)電效率、匯流箱、電纜、逆變器等電器元件的可靠性會(huì)逐步降低，特別是惡劣的西部環(huán)境，光伏電站的發(fā)電量也隨之逐年遞減。

        除去自然老化的因素之外，還有光伏組件、匯流箱、逆變器、變壓器的質(zhì)量問題、施工建設(shè)的安裝問題，組件表面的灰塵、組串的串并聯(lián)損失、光伏直流及交流線纜的損失等多種因素，同時(shí)光伏電站在運(yùn)行中還存在各種缺陷、故障。

        光伏電站的容量一般較大，光組件數(shù)量在幾萬到幾十萬之多，如果光伏電站的某個(gè)支路發(fā)生了故障，靠傳統(tǒng)的人為方法在線下一個(gè)個(gè)的支路去排查、去診斷是不太現(xiàn)實(shí)的，非常耗費(fèi)時(shí)間和精力。

        因此，光伏電站必須要有科學(xué)合理可行的運(yùn)維管理方法和手段，才能快速的找到問題，并且及時(shí)進(jìn)行處理，保證電站在正常衰減外的平穩(wěn)運(yùn)行。

        解決上述問題，需要做到有的放矢地進(jìn)行運(yùn)維工作，提高運(yùn)維效率，就需要通過相應(yīng)手段快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)異常、定位異常。

        這個(gè)手段就是大數(shù)據(jù)分析，將大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用到運(yùn)維是所有運(yùn)維工作中一個(gè)重要的組成部分，通過對(duì)光伏設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，并且判斷問題所在位置，結(jié)合現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)問題原因，進(jìn)而找到處理辦法。

        做大數(shù)據(jù)分析的一般方法

        光伏電站一般就地安裝一套監(jiān)控系統(tǒng)，用來監(jiān)控站內(nèi)箱變、逆變器、匯流箱、各個(gè)支路的運(yùn)行情況。對(duì)于運(yùn)維企業(yè)，為了管理分布在全國各地的光伏電站，一般需要安裝遠(yuǎn)程管理平臺(tái)，集監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)運(yùn)行分析系統(tǒng)為一體，總部人員不需要親自到電站，就可以遠(yuǎn)程對(duì)電站實(shí)時(shí)的發(fā)電數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并可以通過各個(gè)電站的生產(chǎn)運(yùn)行指標(biāo)的分析比較來初步判斷電站的運(yùn)行管理情況。

        由于光伏電站積累的原始數(shù)據(jù)冗余繁多，且單純的原始數(shù)據(jù)沒有分析的意義。因此，原始數(shù)據(jù)收集以后需要經(jīng)過篩選和處理，初步統(tǒng)計(jì)出需要的數(shù)據(jù)。例如某中型光伏電站的逆變器記錄的原始數(shù)據(jù)有一萬多項(xiàng)，但具有實(shí)際意義的是功率、時(shí)間、發(fā)電量、組串電流和組串電壓等；環(huán)境監(jiān)測儀數(shù)據(jù)主要需要的是水平面輻射數(shù)據(jù)、光伏斜面輻射數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度數(shù)據(jù)、風(fēng)速風(fēng)向等。

        從原始數(shù)據(jù)中篩選初步統(tǒng)計(jì)出需要的數(shù)據(jù)后，下一步就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算，成為具備可比性的數(shù)據(jù)。

如測得的水平面太陽輻照度、水平面散射輻照度、法向直接輻照度，經(jīng)過處理和計(jì)算得到光伏組件陣列面實(shí)際接收的輻照度和輻射量，對(duì)于山地光伏電站，由于組件的朝向傾角不一致，就可以計(jì)算得到不同傾角或朝向的陣列的輻射水平，發(fā)電能力的比較就可以除傾角或朝向的差異。

        通過實(shí)測光伏陣列輸出功率、發(fā)電量數(shù)據(jù)，計(jì)算得到光伏方陣的實(shí)際系統(tǒng)效率、歸一化系統(tǒng)效率，將各個(gè)方陣的的發(fā)電量歸一化處理為標(biāo)準(zhǔn)等價(jià)發(fā)電時(shí)數(shù)等等。

        在得到了上述的數(shù)據(jù)后，就可以用于分析電站的實(shí)際發(fā)電能力情況。

        通過歸一化處理后的發(fā)電時(shí)數(shù)，可以橫向比較電站各個(gè)方陣的運(yùn)行情況；通過系統(tǒng)效率可以縱向比較方陣的發(fā)電能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

        在找到發(fā)電能力落后的方陣后，就可以進(jìn)一步仔細(xì)分析該方陣的原始數(shù)據(jù)，并且運(yùn)維人員可以有重點(diǎn)的關(guān)注和檢查方陣的各個(gè)設(shè)備和環(huán)節(jié)，從而找到其發(fā)電量能力落后的原因。

        部分光伏電站存在的問題

1）大部分光伏電站的輻射儀器是采用國產(chǎn)的設(shè)備，由于價(jià)格便宜，精度較差，造成輻射儀器的數(shù)據(jù)與實(shí)際偏差較大，不能用于準(zhǔn)確的計(jì)算電站的系統(tǒng)效率。山地光伏電站由于角度和朝向比較多，輻照儀一般固定于某一個(gè)角度安裝，所采集的輻射數(shù)據(jù)用來計(jì)算系統(tǒng)效率，可能不能準(zhǔn)確的反映電站的真實(shí)系統(tǒng)效率。較好是通過水平面-請(qǐng)寫明的輻射轉(zhuǎn)換算法去計(jì)算不同角度和朝向的輻射量，計(jì)算出理論發(fā)電量，實(shí)際發(fā)電量與理論發(fā)電量之比就是真實(shí)的系統(tǒng)效率。

2）部分集中式光伏電站由于采用了傳統(tǒng)的非智能匯流箱，因此組串的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行監(jiān)控，從后臺(tái)只能看到逆變器級(jí)的數(shù)據(jù)，因此某個(gè)支路發(fā)生了故障，后臺(tái)是很難分析出來的。因此傳統(tǒng)的匯流箱需要通過相應(yīng)的技改，增加通訊模塊，這樣后臺(tái)的數(shù)據(jù)才能監(jiān)控到每一串。

3）另外部分光伏電站雖然有了智能匯流箱，但是通訊模塊一直不穩(wěn)定，或者數(shù)據(jù)采集的精度級(jí)別不夠，造成后臺(tái)顯示的電流和實(shí)際用鉗形表測試的電流差異較大。這樣也是不利于后臺(tái)通過數(shù)據(jù)分析來診斷組串的運(yùn)行好壞。

        部分運(yùn)維管理系統(tǒng)的通病

        由于光伏電站會(huì)產(chǎn)生大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)，上述數(shù)據(jù)收集、分類統(tǒng)計(jì)、處理計(jì)算和分析過程，必須要采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行或輔助處理。現(xiàn)在市場有很多供應(yīng)商提出了所謂的“智能光伏解決方案”，其“智能”程度主要是做到將原始數(shù)據(jù)收集存儲(chǔ)。少部分有一些統(tǒng)計(jì)分析的場景，例如清洗、低效，但是難以達(dá)到運(yùn)維真正需要的程度。有的“智能光伏”解決方案考慮到了一些對(duì)原始數(shù)據(jù)的處理計(jì)算，但是還是比較粗獷，如某電站之前使用的某廠商的智能光伏監(jiān)控平臺(tái)，不符合電站跟蹤式光伏和聚光光伏的實(shí)際情況，所謂的“智能”數(shù)據(jù)不具備參考價(jià)值。

        由于“智能光伏解決方案”供應(yīng)商光伏發(fā)電知識(shí)和實(shí)際電站運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的欠缺，不清楚電站用戶的真正需求，而大多數(shù)光伏電站用戶也不重視科學(xué)運(yùn)營，提不出自己清晰的需要，造成了做出來的運(yùn)營平臺(tái)產(chǎn)品并不是很接地氣，還需要不斷摸索和完善。