齊苗強
中國船級社質(zhì)量認證公司陜西分公司 陜西 西安 710000
新能源政策的調(diào)控,倒逼光伏企業(yè)提質(zhì)增效的大背景下,部分光伏企業(yè)由于自身轉(zhuǎn)型速度較慢,加上光伏補貼資金發(fā)放流程復(fù)雜,周期冗長,企業(yè)為緩解資金壓力,因此,企業(yè)會出現(xiàn)出售光伏電站的情況。作為光伏電站的收購方而言,判斷電站是否具有收購價值,是否能在電站運行的全生命周期實現(xiàn)預(yù)期收益,則是一個必須要面對的問題。
隨著光伏產(chǎn)品迅猛發(fā)展,其對應(yīng)的檢修需求也日益增多。光伏電站主要是發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用,發(fā)電單元眾多,極易產(chǎn)生熱斑故障,會對發(fā)電性能造成不良影響。熱斑檢測的傳統(tǒng)方式是運維人員借助于手持紅外熱成像檢測設(shè)備實施的檢測排查,耗費的時間和人工成本相對較大,且缺乏安全性。借助無人機,能高效便捷地實施檢測任務(wù),并獲取具有較強清晰度的視頻圖像,便于后期實施數(shù)據(jù)分析,為故障分析提供了價值參考依據(jù)。借助于無人機對熱斑檢測技術(shù)進行搭載,實現(xiàn)對大型光伏電站紅外熱斑的有效檢測。
光伏電站技術(shù)盡職調(diào)查主要作用是在電站交易前通過專業(yè)的技術(shù)檢測及評估,從項目建設(shè)合規(guī)性、設(shè)備發(fā)電能力、項目施工質(zhì)量、設(shè)備性能質(zhì)量以及電站安全性等多角度全方位調(diào)研,站在第三方技術(shù)角度,為收購方投資可行性分析提供技術(shù)支撐[1]。
電站技術(shù)盡職調(diào)查項目主要工作包含:項目文件資料檢查、電站發(fā)電能力評價、電站工程量評估、電站關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量檢測、電站安全性能測試、電站施工質(zhì)量檢查和電站運維情況檢查等七個方面內(nèi)容。
1.2.1 項目文件資料檢查。項目文件資料檢查主要是政府部門及電網(wǎng)核準文件、主要設(shè)備質(zhì)量控制文件、項目施工質(zhì)量控制文件、運維維護管理制度及記錄文件等等。
1.2.2 電站發(fā)電能力評價。光伏電站發(fā)電能力評價主要是通過專業(yè)的設(shè)備以及可靠的數(shù)據(jù)分析,推斷出25年逐年發(fā)電量和等效利用小時數(shù),從而為后期發(fā)電收益提供數(shù)據(jù)支撐。
1.2.3 電站工程量評估。電站技術(shù)盡調(diào)專家團隊現(xiàn)場對光伏場區(qū)關(guān)鍵性設(shè)備型號、參數(shù)及數(shù)量統(tǒng)計,核對是否和出售方給定的清單一致,最終,建立完善的設(shè)備臺賬及電站實際裝機容量。光伏電站關(guān)鍵性設(shè)備包括:組件、匯流箱、逆變器、箱變、高低壓配電柜、主變、SVG等等。
1.2.4 電站關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量檢測。光伏電站關(guān)鍵設(shè)備質(zhì)量檢測主要是對組件、可調(diào)支架、匯流箱、逆變器、箱變等設(shè)備的外觀情況及運行穩(wěn)定性進行的檢測。組件檢測主要包含:外觀檢查、熱斑檢測、現(xiàn)場IV檢測、現(xiàn)場EL檢測、開路電壓檢測、組件實驗室檢測等??烧{(diào)支架檢測主要是電機的運行穩(wěn)定性及可調(diào)系統(tǒng)的可靠性檢測。匯流箱檢測主要包含:外觀檢查、紅外檢測、霍爾模塊采集精度檢測等。逆變器檢測主要包含:外觀檢查、紅外檢測、逆變器效率測試以及電能質(zhì)量測試等。
1.2.5 電站安全性檢測。光伏電站安全性檢測主要是通過利用專業(yè)的設(shè)備對存在安全隱患發(fā)電設(shè)備及其他設(shè)備進行的專業(yè)測試。光伏電站技術(shù)盡職調(diào)查安全性檢測主要包含:組串極性及開路電壓測試、接地連續(xù)性測試、絕緣電阻測試。
1.2.6 電站施工質(zhì)量檢查。光伏電站施工質(zhì)量檢查主要是對竣工資料的檢查以及現(xiàn)場檢查子方陣支架安裝、子方陣組件安裝、子方陣匯流箱安裝、子方陣一體化逆變升壓站安裝、子方陣電氣安裝、光伏組件支架基礎(chǔ)、廠區(qū)道路等方面。
1.2.7 電站運維情況檢查。光伏電站運維情況檢查主要是對運維人員配置、運維人員技術(shù)水平、運維管理制度、備品備件配置等,多角度調(diào)研電站目前的運維情況。
通過對光伏電站技術(shù)盡職調(diào)查,全面了解了電站設(shè)備的運行情況,檢查出電站運行存在的缺陷,盡調(diào)專家出具問清清單及整改意見,供出售方及時消缺整改,收購方全面了解電站的運行水平。根據(jù)專業(yè)的測試及分析,為出售方從項目建設(shè)審批手續(xù)、項目用地合規(guī)性、太陽能資源、光伏發(fā)電能力、設(shè)備運行穩(wěn)定性、建設(shè)施工質(zhì)量、電站運行情況等多角度全方位對委托電站進行技術(shù)盡調(diào),為收購方提供投資可行性分析報告[2]。
光伏電站類型眾多,有地面電站、山地電站、分布式屋頂電站、漁光互補電站等,光伏電站發(fā)電單元眾多,占地面積廣。傳統(tǒng)的組件熱斑檢測,耗費的時間及人工成本相對較大,而且缺乏安全性。因此,可以借助無人機對熱斑檢測技術(shù)進行搭載,高效便捷地實施熱斑檢測任務(wù)。
無人機檢測的主要內(nèi)容包括:光伏電站藍圖校核、光伏組件可視缺陷排查、光伏組件熱斑檢測等。通過無人機檢測技術(shù)對全站發(fā)電設(shè)備檢測,技術(shù)專家可以利用大數(shù)據(jù)處理及分析,最終出具精細化的巡檢報告。
依河北省邢臺市20MWp山地光伏電站為例,技術(shù)專家一天時間完成全站的組件檢測,現(xiàn)場工作分為四個步驟,分別為現(xiàn)場勘查、無人機數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及分析、出具精細化巡檢報告。
現(xiàn)場勘查:通過業(yè)主提供的光伏組件布置圖及無人機可視光排查,確定竣工藍圖的真實性,并按照正確的組件布置制定無人機起降落位置點以及規(guī)劃飛行路線圖??紤]山體的無人機信號傳輸問題,現(xiàn)場按照組件的排布以及山體坡度形式,共分為五個區(qū)域,確定五個無人機起降落位置點。
無人機數(shù)據(jù)采集:通過無人機搭載可視光相機按航行路線飛行,檢測組件表面的缺陷問題。通過無人機搭載紅外相機,采集光伏組件表面溫度數(shù)據(jù),并同時標記飛行路線圖及無人機飛行的相關(guān)數(shù)據(jù)。無人機數(shù)據(jù)采集過程中發(fā)現(xiàn)部門區(qū)域組件雜草遮擋嚴重,個別組件表面存在缺陷,并逐一標定位置。
數(shù)據(jù)處理及分析:通過專業(yè)的檢測系統(tǒng)對無人機采集到的熱紅外照片進行處理分析,標記出光伏組件表面溫度異常點位,并對位置進行精確定位。將所有發(fā)熱點全部標記到光伏方陣竣工藍圖中,發(fā)現(xiàn)全站的組件熱斑主要集中在第一區(qū)域和第二區(qū)域,通過無人機可視光檢查發(fā)現(xiàn)該區(qū)域山體坡度較大,技術(shù)專家與電站人員溝通確定該區(qū)域施工難度較大,安裝位置距離組件存放位置較遠,主要靠人工搬運。技術(shù)專家根據(jù)豐富的現(xiàn)場檢測經(jīng)驗初步判斷,造成第一和第二區(qū)域大量的組件熱斑,可能是施工搬運及安裝過程中導(dǎo)致。
精細化巡檢報告:通過無人機全面排查以及專業(yè)的數(shù)據(jù)分析,精準地記錄了故障缺陷以及具體位置點,針對存在的缺陷,技術(shù)專家給出了詳細的消缺建議。
傳統(tǒng)人工檢測主要是檢測人員手持紅外熱成像檢測設(shè)備實施的缺陷排查;無人機檢測主要是無人機搭載可視光相機和熱紅外相機對組件設(shè)備實施的缺陷排查[3]。兩種檢測技術(shù)的優(yōu)劣勢對比分析如下:
表1 人機檢測優(yōu)劣勢對比分析表
對比光伏組件人工常規(guī)檢測和無人機檢測優(yōu)劣勢,無人機檢測技術(shù)的特點主要為:提高現(xiàn)場檢測高效性、降低人工檢測風(fēng)險性、提升缺陷診斷全面性、提高故障發(fā)現(xiàn)及時性、保障電站設(shè)備安全性。
河北邢臺某20MWp光伏電站無人機檢測,主要是無人機搭載可視光相機和熱紅外相機對光伏組件的檢測,主要檢測:方陣竣工藍圖的準確性、光伏組件可視缺陷、光伏組件異常發(fā)熱缺陷。這種無人機檢測技術(shù)主要是對組件表現(xiàn)的故障缺陷檢測,無法有效的檢測組件隱裂、碎片等的隱性缺陷。
在無人機搭載可視光相機和熱紅外相機的檢測技術(shù)上延伸,無人機還可搭載EL頻掃相機模塊,可實現(xiàn)組件隱性缺陷的檢測,包括組件隱裂、低效率電池片、混檔、破片、碎片等缺陷。
無人機選擇性搭載可視相機、熱紅外相機、EL相機,可實現(xiàn)項目竣工藍圖校核、圖像采集實時交互、設(shè)備可視缺陷排查、設(shè)備隱性缺陷排查等工作[4]。
本文結(jié)合實際光伏項目,對光伏電站進行了詳細的調(diào)查、檢測、分析,充分考慮項目所在地光資源情況、發(fā)電能力、設(shè)備運行狀態(tài)、電站施工質(zhì)量情況、電站運行情況等方面,為收購方提供投資可行性意見。
同時,結(jié)合具體光伏項目,對光伏電站通過無人機檢測方式,全面排查光伏電站存在的可視缺陷及組件異常發(fā)熱缺陷,為客戶提供精細化的巡檢方案,最大效率的輔助電站精細化運維。