SOLARMAN｜论坛讲座：基于大数据的民用光伏运维

SOLARMAN（英臻科技旗下的分布式能源监控管理品牌），在光伏监控领域（GTM Research 2016：全球ISV排名）位列世界第七，尤其在分布式监控方面处于全球领先位置。作为国内最大的独立光伏监控方案商，家庭光伏领域监控服务商， SOLARMAN可支持从硬件、软件到数据一站式的光伏监控及线上运维服务，为安装商、设备商、投资人、业主等不同用户提供差异化的电站监控解决方案，让用户能够真正看见阳光下电站的真实数据。

SOLARMAN团队拥有先进的分布式光伏管理工具和丰富的监控运维经验，结合全球领先的辐照气象数据和技术以及国际标准最佳实践知识，SOLARMAN致力于分享自身在监控运维实践上的经验总结和技术指导，服务行业客户于能源监控和运维领域的全方位需求。

以下，是英臻科技总经理王辉先生在2016年第八届中国国际新能源大会上的发言，与现场观众分享了关于居民光伏运维的特点、现存问题和解决建议：

我们是2009年成立，2010年开始研究民用和小型工商业的光伏监控，后来逐渐介入运维和气象服务。早期主要服务于国外用户，现在全球平台上有大概15万个电站，其中90%都是民用电站，大多为欧洲、澳洲的居民屋顶。从2015年开始，我国民用电站发展得也比较快，今年的民用光伏数量比去年可能翻了好几番。因此，针对“民用光伏”的这个话题，这也算是我们擅长的领域。目前，地面电站和商业屋顶在我国的比重较大，而刚刚兴起的民用电站和它们还是有些差别的。从中，我们总结了民用光伏的四个特点：

1) 规模小：
大多数民用光伏电站小于10kw，平均5kw。主要安装在别墅、江浙一带富裕农村，和国家扶贫村落的屋顶上。

2) 分布分散：
居民光伏电站不是一个集中化的运营架构，而是分散在家家户户的屋顶上。

3) 数量很多：
一个村子可能有几十户都安装了光伏电站，而一个地区可能就高达上万户。

4) 一致性差：
由于不同居民光伏电站屋顶朝向不同，用的设备（组件、逆变器等）、安装商、运维都不一样，这就导致了民用光伏的运维方法，或者说是面临的问题和地面/工商业电站有所区别。

运维成本，究竟有多少？

不同的人有不同见解。有些人可能认为，民用光伏不需要运维，自己清洗就好。事实也大多如此：像澳洲、荷兰等地，早期的电站并没有专门的运维团队或计划，光伏设备脏了就自己清洗，出现故障就自己维修，这种情况下运维成本几乎为零。

但事实上，在澳洲，从2009-2010年光伏市场兴起至今， 五六年过去了，已经有相当数量的电站面临着组件更换，设备故障、更新等运维问题。所以，也出现了越来越多的第三方运维公司。

关于地面电站的运维成本，可能会设一个标准比例，比如1%。但如果将此比例应用于分布式电站，那么，5kW的电站建设成本大概在4到5万，如果按地面电站（1%）的运维成本来计算的话，运维费仅500元！而这500元，放到现在能做什么呢？可能只够请个人去大致察看下。所以，民用光伏电站的运维成本，并不能和地面电站一概而论。

实际上，关于居民侧光伏，我们去年做了大量的数据统计。数据表明，不同系统、运维商、安装商付出的成本差异巨大，有的少到一分不花，有的花费可能高达4%，甚至更多。此外，在现阶段，安装商往往承诺5年、甚至20年的运维，那么在这种情况下，运维成本是否计算在内？所以，现阶段居民光伏电站并没有一个标准的运维成本。

居民分布式，面临的问题？

那么，现在的居民分布式系统，究竟会面临一些什么问题？

1） 农网基础较差：
我们国家的系统大多数主要安装在农贸覆盖区域，所以可能会面临一个很大的问题，即农网建设不到位：农网网侧基础差、电压低、电压不稳等。而这就可能带来一些问题，例如，在系统运行过程中，逆变器会进入保护状态（如过压、欠压保护）；或者有些逆变器会自动启动，需要人工干预或监控系统远程干预等等，这样的案例我们遇见很多。所以，当出现这些情况后，运维成本会大大升高。尤其是需要人工干预时，就得派人去现场，这样一次的成本可能远比监控系统一天的成本高出许多。

2） 施工水平参差不齐：
现阶段施工水平参差不齐，安装的方式也缺少统一标准。虽然理论上来说，民用光伏的安装比起工商业、地面电站等，已经相对简单多了，但实际上，由于安装导致的问题也不在少数。

3） 设备故障：
设备故障也有一定的比率，通常逆变器故障约在千分之几到百分之一或二。当然，监控系统也可能发生问题，这是由于监控需求而增加了元器件，因此也就会有故障的可能性。所以，像这样的逆变器、监控系统维护，也是我们做民用光伏系统时经常会遇到的问题。

4） 业主认知水平不够：
另外，业主认知水平也是影响运维的一个因素。因为有些业主对运维认知不够，可能对运维人员的工作不了解甚至有排斥心理，会拒绝运维人员进入。所以，业主配合度不够也是影响小系统运维的关键因素，从而影响运维成本。

基于以上这些问题，我们提出了如下目标：

◆ 远程化：
远程化指的是远程调配人员，以及远程诊断或监控电站运行情况。

◆ 分布化：
民用光伏运维和地面电站不同，不能是集中式队伍，如设置控制机房、安排人员值班等。民用光伏运维需要分散的人员安排。

◆ 低成本、高口碑：
一般来说，民用光伏成本略高于集中式。所以，如何降低运维成本是最主要的目标。特别是对于承诺了运维5年、20年的安装商单位，需要考虑到后续成本问题，降低成本对他们尤为重要。在国外，有不少安装商由于无法履行前期承诺，造成了一些问题。

现阶段，民用光伏在国内刚刚兴起，倘若出现过多质量问题，可能会影响整个行业子领域的发展，所以我们认为，为了做好产品口碑，以上几点至关重要。下面将会分别详细解释这几个目标。

目标一：实现远程化

首先，我们讲一下远程化，我们参与了一个国际标准化组织，该组织汇集了全球小电站运维方面的积累经验。我们和其他组织成员共同总结了以下几条建议：

◆ 采用逆变器监控或者独立的采集装置：
监控是必须的，如果没有监控，每个用户出现问题都需要派人去现场，成本太高。当然，现阶段民用光伏在国内普及率还是比较高：有的用户采用成本较低的方式，如在逆变器处进行监控；有的采用更优化的方式，通过一个独立的监控装置，对电站进行监控。

◆ 采用公网（GPRS、CDMA、3G等）：
建议采用GPRS、CDMA等公网通信，也可采用成本较高的3G，与国外不同，国外70%的系统都采用了局域网（如wifi、以太网通信等），但国内系统大多数分布在农村，首先农民网络能力不强，家里没wifi，另外，wifi作为局域网的一种，给管理带来许多问题，信号不稳定等。所以，对运维管理者而言，建议采用能保证质量的公网系统。不止是中国，全球范围内，如果牵涉到运维，都建议采用公网的通信方式。

◆ 采用可信、能进行便捷数据交换的数据平台：
现阶段市面上有多种数据平台，不管你采用哪个平台，关键在于要选择能提供便捷数据交换的平台。为什么呢？因为这个数据作为历史记录，可能要保存十年、二十年，所以一旦出现平台、设备更换更新时，需要将数据进行迁移，导出可靠历史数据，以便于分析。这样更便捷，成本更低。

◆ 导入卫星气象数据作为系统评估依据：
气象数据是运维的基础，大型电站一般会建立自己的气象站，虽然家庭电站不具备这种条件，但可以考虑采用一些不需要自建气象站的气象数据，来做数据分析。

目标二：实现分布化

第二点是分布化。关于分布化我们有以下几点建议：

◆ 统一运维标准：
首先，是建议行业有统一的运维标准，如运维频率是多少（多长时间清洗、检查逆变器等），这一点在地面电站已经有了较健全的一系列标准。但分布式/居民电站的标准可能还需要更多数据支撑来建立。

◆ 本地化运维团队：
其次，是分布式需要本地化的运维团队，运维商/投资商所运维/投资的不同居民电站可能分布在很多地方，这种情况下运维团队的建立还是以本地化为主，这样一来成本较低，响应也更及时。

◆ 第三方运维：
第三，前几年一般都是安装商同时负责运维部分，但从海外市场经验来看，当居民电站数量比较多的时候，逐渐会形成第三方运维机构，来降低成本。当然，居民侧甚至还有可能众包，这是因为居民侧某些层次的运维相对简单，小区电工就可以做一些基础的运维工作。这些都是我认为行业值得探讨的一些方向。

目标三：实现低成本高口碑

低成本与高口碑，这二者本身看起来具有一定的矛盾性。如果每周去清理光伏面板，用户满意度一定会因此提高，但这样成本太高、性价比太低。对于如何更好地结合二者，我们有一些建议：

◆ 设立合理的运维计划：
基于民用光伏特性，制定合理排工计划，清洗频率、检查频率等等。甚至清洗可能并不是最主要的事项，可以考虑将频率控制在一年一次。

◆ 智能化派工：
这一点十分重要，设想一下，倘若用户报修故障，是否需要马上响应？假设去一次成本500元，但过两天又有类似地方出现类似故障，则又需要重新派工，成本太高。所以，智能调度尤为重要，我们的建议是不必立刻响应，在同一地区同一时间集中进行维护和解决。

◆ 电量损失补偿：
由于智能调度需要，无法及时响应每个客户，这可能导致用户投诉，口碑下降。所以，我们建议对延迟维修的用户采用补偿电量的方式，这样可以在不影响口碑的同时降低成本。

我们在平台上有十几万电站，如何判断电站好坏也是一个问题。尤其是当运维几百个民用光伏电站时，若逐个排查，耗时耗力，且无法保证判断准确；此外，也没有足够气象站等资源去判断。尤其是当系统的组件、逆变器都不一致时，无法进行比较。这时候，最简单的办法就是和邻近电站比较。

下图展示了我们在中国浙江某地区2016年7月整月的日满发小时数，我们通过将发电量除以装机容量，得出归一化满发小时数。图中三个电站尽管位于同一地区，但各有其特点，系统效率也不同，并且从图中我们可以明显看到，绝大多数电站绿色发电最多，蓝色其次，红色最少。但中间某天绿色的日满发小时数出现骤降，由此可以判断出，电站出现了一些问题。而经过排查后发现，是由于逆变器电压过高，进入保护状态，进而导致发电量下降，这时候便可以对逆变器采取远程重启措施，解决这一问题。这是最简单有效的方式。


我认为，对于民用光伏运维而言，最重要的一点不在于能在故障发生的一瞬间发现问题，而是能发现每天的故障，并安排低成本的智能派工。

当然，这些东西需要一定数据积累，上述举例是非常简单的一种直接的归化比较，我们也有稍微复杂一点的，具体技术方法这里不再赘述，我想表达的就是，居民光伏可以通过一个非常简单的指标迅速地判断问题，有足够的时间去安排解决问题。

我们在中国范围内提供基于卫星影像的一个气象服务，提供全球任何一个地方的实时辐照值。用户不需要安装气象站便可获取气象数据，大大降低了成本，用户甚至可以通过一个点的辐照数据，就能判断所在城市的整体电站运营情况。这一点与上面提到的归一化比较不同，如果电站分布比较稀疏，找不到可比较的周边电站，那么便可采用低成本的卫星辐照数据进行简单判断。

下图是我们的一个产品，展示了通过卫星影像分析得出的7月份辐照度，从图中可以看出，每日辐照度和发电量趋势曲线是基本一致的，有着非常强的关联度，在图上大约7月29日这一天，有一个电站辐照数据产生了一个巨大的落差，用户便可由此获知电站发生了故障。此外，如果用户有一千个电站，还可采用此方法迅速判断某几十个故障电站，大大提高效率。因为当电站数量很多时，用户无法在短时间内准备多个同类来比较，可设定一个限制，通过此方法将这些电站快速筛选出来，做一个简单调度。

最后介绍一下我们的产品，我们于2015年和国际上目前精度最高的卫星辐照公司Solargis在中国成立了合资公司，推广基于卫星的辐照数据产品，可以提供历史数据，实时数据和预测数据，以前我们的用户大多是大型地面电站，包括国家电网，来采用我们的产品来做大型分析。最近我们也在尝试推出一些适用于户用级的轻量级产品，能帮助户用电站来迅速判断问题。

同时，我们也是SunSpec组织在中国的推广代表，SunSpec主要致力于以下两点：

1) 形成全行业的信息/技术交换，当然，国家也有自己的标准，SunSpec标准相当于是一个国际参考标准。此标准在北美被采纳的比较多，在国内市场还刚刚起步。所以我们希望通过与SunSpec合作，共同建立一个可以透明化交换的数据模式；

2) SunSpec聚集了逆变器厂商，著名EPC，包括一些检测机构，共同形成一些最佳实践方案，内容涵盖了建设、运维等多方面的白皮书资料，免费提供给全行业参考。包括每个光伏系统（如民用光伏）在美国市场上成本是多少，如何计算等等。由于美国的市场数据不一定适用于中国，所以在此就不列出了。

随着行业的壮大，我们国家也会逐渐形成自己的相关基础数据资料，所以，我们希望能够将这些资料分享出来。由于国内民用光伏发展相对较慢，我们希望通过国际组织合作，来推动整个行业向前发展。

最后，我们还有一个监控平台，涵盖了设备监控、电站运维、资产管理等多个方面。该平台主要适用于分布式，尤其是电站较多的情况下，非常有利于用户进行远程地集中管理或数据分析。该平台的2.0版即将面世，敬请期待。