【摘要】：光伏扶贫是中国国情的产物，中国地大物博，地区经济发展存在差异，广大偏远的农村经济发展落后，需要创新扶贫模式来实现农民增收，把偏远的山区经济发展上来。光伏扶贫作为众多扶贫举措中的一种，有着得天独厚的优势，但我们不能以一种一劳永逸的态度去对待，毕竟电站建成后其25年的发电量才是收益的根本，电站质量以及后续运维不容忽视。

扶贫地区的屋顶分散，运维是最大难点。光伏扶贫项目真正的困难，在建设完成后。

扶贫电站运维的智能化是未来的趋势，但从目前现状来看需要一定过程，实现智能化首先应该率先实现电站运维全面数字化。

本文以乐伏智能运维系统在山西省武乡县共计35MW扶贫电站中的应用为案例，全面概述乐伏作为专业的第三方运维平台，解决了光伏扶贫项目中分散化户用、村级电站、村级联建电站的后期运维和管理问题，确保了设备能够实时监测、稳定传输至平台、线上数据分析、故障推送运维并及时处理，做到线上线下闭环管理，使能效与资产得到最大化。

【关键词】：光伏电站；商业模式；光伏扶贫；光伏监控；集中监控；智能运维

 

引言

项目概述及建设目标

武乡县位于太行山西麓，山西省东南部，长治市最北端。武乡是与井冈山、延安、西柏坡齐名的革命圣地。长治武乡县扶贫项目作为“十三五”第一批村级光伏扶贫电站项目，必须在以满足现有应用为基础，同时考虑到今后智能化运维的发展趋势。

现目前扶贫电站的运维难题：

1.光伏扶贫电站由于建设在农村，农村电网不稳定，设备故障次数多、巡检费时费力，造成设备运维工作量、故障异常数量、故障定位及排除的工作量等会明显增多。

2.光伏扶贫电站装机规模较小，造成了运维成本敏感，增加一个运维人员都会显著增加运维成本。从人力成本角度考虑规光伏扶贫电站不适合派人长期驻守运维。

3.光伏扶贫电站分散的建设地点造成从一个项目点到另一个项目点的交通经济成本、时间成本较大，并且不利于集中管理。如果采用流动运维方式开展运维工作，造成故障不能及时发现、定位、修复。

4.如果电站建成后即使不考虑人为破坏的情况，仅因运维不专业问题，也会让这些电站的寿命大打折扣。据了解，部分地区政府要求，当地的光伏扶贫项目后期运维必须要用当地居民。解决当地就业本是无可厚非，但群众的知识水平还是有差异的，就出现很多村民们抱着光伏组件直接上屋顶，够不着的地方就踩光伏组件……这些完全不合规的操作。

因此，在光伏扶贫项目中需要引入智能监控、智能运维。虽然目前扶贫电站大部分逆变器厂家自带GPRS数据采集器、监控平台。对于运维人员来说每天面对各种监控网址、不同的账户密码，繁杂的统计报表功能等，有时平台还会出现一些BUG而无人维护的现象，这时还是需要专业的三方平台来确保数据的可靠、稳定性。通过平台监控设备数据处理、运维统计数字化，从而提高后期运维效率。扶贫电站需要具有一定专业知识、水平的运维人员来维护电站最为合适，平台则需要乐伏运维监控平台作为线上的一个运维管理系统，确保设备能够实时监测、稳定传输至平台、线上数据分析、故障推送运维并及时处理，做到线上线下闭环管理，使能效与资产得到最大化。

 

系统构架与特色

乐伏智能运维管理系统的总体架构由一个智能云端管理中心、若干个现场采集计量系统组成，各采集计量系统通过GPRS/2G/4G等模式上传云端数据系统。

 

系统拓扑

系统特色

先进性

系统管理平台软件采用符合未来发展趋势的设计方案，在建设中采用流行的先进的成熟的技术，开发模式和管理方式，总体设计参照国际规范、标准，采用B/S体系结构相结合的网络计算模式，在数据库设计上采用先进的分散式技术、容错技术、备份恢复技术等。

 拓展性

系统建设完成后具有良好的拓展功能，可以根据客户需求做其他功能的延伸及拓展。

开放性

作为专业的应用系统，具有良好的开放性，符合相关工业标准，以充分保障系统与其他应用系统的无缝集成。

可靠性和稳定性

选用技术成熟，运行稳定的产品，在设备选型，网络设计，软件设计等各个方面充分考虑了软件、硬件的可靠性，并可在非理想条件下工作。

 

监控运维系统的设计

乐伏运维监控系统是建设符合用户实际需求的在线监测系统，系统完成了整个武乡县扶贫电站数据采集装置的安装，实现从电能表、逆变器等采集数据，远程传输数据至平台，数据统计与展示的功能。整个系统包括数据的原始采集、数据的在线传输、数据的在线分析诊断等。通过GPRS导轨采集器、规约机的安装采集逆变器、电表数据，实现光伏能耗数据的采集，在线传输；通过采集气象站的实时数据和通过网络获取当地历史气象信息，形成可视化趋势，通过调节控制逆变器，确保发电在可控范围内，保证电网稳定运行。

1）光伏发电数据的原始采集

光伏发电数据的原始采集是整个在线监测系统的基础，是整个在线监测系统的基本构成元素。

逆变器、电表、气象站等设备的数据通过其自带的通讯接口RS485,采集器通过设备协议获取当前电压，电流，功率，电量，辐照度等基础数据。 

 

2）数据传输

数据传输是指原始数据经由数据采集器通过Internet或GPRS等远程通讯方式将数据包从有离散分布的电站群上传到云端数据中心，并将数据进行处理，完成原始数据存储的过程。在该过程中，数据采集器将定时采集到的数据进行累加，形成可扩展标示语言（XML）格式的数据包，数据包中不仅包含需要上传的数据还包括对应的电站设备信息和采集器信息等。整个系统的数据传输网络包含设备与采集器之间通过RS-485的总线方式，实现设备的手拉手式的连接，最终接入采集器，每路485总线连接设备的数量在16只左右；采集器与云端数据中心之间通过移动基站网络实现数据的远传传输，整个系统的网络结构如下图所示：

 

3）在线监测系统软件功能设计

用户权限范围内的光伏电站地理分布图，以及各个电站的总体绩效与通讯概况：

· 电站的运行状态，监控平台通讯状态的统计展示；

· 电站总的当日、当年及总发电量数据的统计展示；

· 电站装机容量、设备数量的统计展示；

· 转换为列表形式，电站各运行数据的列表统计与展示；

· 用户的电站监控导航，按照用户的权限导航至具体的单电站节点；

 

 

单个电站的绩效统计，帮助用户迅速了解电站的运行情况：

电站理论与实时PR比较与计算；

电站当日、当年的发电量的等效满发小时的统计计算；

 

电站总发电量、总收益的统计计算；

单电站概况数据以及气象站数据的实时展示；

 

单电站按每小时、每天、每周、每月、每年的发电量柱状图与辐照曲线展示；  

 

单个电站逆变器状态的展示与统计，是单电站监控最常用的功能：

逆变器分状态统计，不同颜色区分不同状态；

逆变器功率，日发电量的监控；

图元与列表形式，缩放形式，对应不同需求的逆变器监控；

单逆变器数据分组对比；

 

单个逆变器的详细数据展示与监控，帮助用户定位单个逆变器的具体问题：

单个逆变器直流电流、电压，交流电流、电压，功率相关数据的监控；

单个逆变器触发的遥信变位和报警，如逆变器故障及逆变器的状态的变化；

单个逆变器按照小时、日、月、年进行发电量的展示和计算；

 

 

 

智能分析页面展示

 

 

该页面通过统计逆变器多日工作情况分析对比，对发电量较低或者不正常的设备进行告警，还会对每月每年或者不同逆变器进行发电量的排序对比。

 

告警及导出页面展示

 

该页面是可以将电站运行的信息通过报表形式展现，告警更是人性化的与微信绑定，当电站或者逆变器出现问题会第一时间将信息发送至微信，让客户可以及时发现并维修。VIP用户更可以每日收到当日所有电站收益推送。

 

乐伏管家

 

乐伏管家是为了方便用户对电站日常管理而开发的软件，人性化的集成了电站信息，天气状况，乐伏企业资讯以及一些常用的光伏系统小工具。用户可以随时随地的了解自家电站，收益更多，管理更方便。

 

云大屏展示

 

 

 

大屏展示

 注：大屏幕监控及电站设计适用于一些安装商或者大型分布式电站项目的统一管理及运维，更快更准确的了解自家所有电站的运行状态，方便及时运维及管理。

 

乐伏运维监控系统建设的意义

目前扶贫电站运维数据分析需求，不仅需要逆变器数据的支持，更加需要汇流箱、气象站、电表、箱变等数据分项数据拓展。通过搭建这样的监测系统可以实时监测扶贫电站的发电运行情况，通过设备数据的分类分项计算，数据的分时统计，移动展示平台等，能促使提高电站运维管理水平，为政府机关制定切实有效的政策和决策提供参考和有力的支持，系统软件对各电站集中在线计量、动态监测、集中管理、线上运维考核等，综合性地实现运维智能化，为光伏扶贫发展推进提供依据。