海外光伏电站运营管理问题及优化策略探讨<br/>——以南澳65MW 项目为例

海外光伏电站运营管理问题及优化策略探讨
——以南澳65MW 项目为例

2024-06-10罗燕

天津经济 2024年4期

◎文/罗燕

一、引言

由于光伏电站前期投入成本较高，为了获得比较合理的IRR（内部收益率），保障电费收入的稳定性，海外电站一般设在运营风险较低、经济环境比较成熟的国家。澳大利亚是一个经济高度发达的国家，光照资源排名世界第一，80%以上的地面光照强度超过2000 千瓦/平方/小时，太阳能发电市场潜力巨大。澳洲项目虽然拥有优越的自然资源基础和完善的政策支持，但其运营中遇到的问题也是海外电站运营过程中普遍存在的情况。南澳65MW 太阳项目由10 个电站构成，于2018—2021 年陆续并网，分布在南澳洲皮里港、卡迪纳、南丘、奥古斯塔港、迈珀隆加5 个城市。本文深入分析当前海外光伏电站运维管理存在的问题，并探讨相关技术和管理手段的优化策略，旨在提高光伏电站运营管理水平，促进可再生能源可持续发展。

二、海外光伏电站运营管理存在的问题

（一）电网不稳定及缺乏全面监测和诊断技术

第一，电网不稳定，产生额外费用。由于南澳发电量供需不匹配，会出现极端情况，2016 年曾出现大规模断电（电网为了保护设备而不得不断电），阿德莱德由于大面积断电造成整个城市从下午到晚上都处于瘫痪状态。后来有调频的需要，产生了澳洲能源监管局，进行电量调频服务（FCAS）。如果电网越不稳定，调频频率越高，FCAS 需求越高，FCAS 单价就会越高，有时甚至达到普通电价标准。第二，负电价全年时长占比较高。南澳本州的风能发电站及屋顶光伏（一般规模较小、不受澳洲电力市场监管局监控）装机量幅增较大，导致供过于求。第三，光伏电站的故障诊断能力有限。光伏电站出现故障时，远程监管系统通常可以锁定一定区域，但具体故障诊断还要依靠人工经验和规则推理，缺乏针对性和科学性，无法及时准确定位并排除故障，从而影响光伏电站正常发电。

（二）维护成本高

第一，设备数量庞大。光伏电站由光伏组件、逆变器、变压器、支架等众多设备组成，维护人员需要对每个设备进行检查和维护，费用相对较高。第二，设备维护频次高。光伏电站设备需要在户外长时间运行，容易受气候变化、环境条件等因素影响，设备容易损坏，维护频次高，造成维护成本增加。第三，设备维护难度大。光伏电站设备大多安装在高处或需要特殊操作才能检查和维护，需要专业人员进行操作，而南澳人力成本较高。第四，设备维修和更换费用高。一旦设备发生故障，维修费用相对较高，特别是一些大型设备的维修费用更是惊人。第五，系统性维护成本高。光伏电站设备需要进行定期检查和维护，而这些工作往往需要由专业维护公司承担，增加了系统性维护成本。

（三）风险控制不足

第一，缺乏有效的风险评估机制。在光伏电站建设初期缺乏对潜在风险系统性的评估和分析，也没有建立健全的应急预案，一旦发生突发情况，可能导致严重后果。如南澳其中一个6MW 项目因变压器发生故障，导致当月产生1/3 左右的发电量损失，EPC（工程总承包）方反馈零件采购需要8 周左右。第二，缺乏完善的维护计划。光伏电站中的设备需要进行定期维护和检修，以保证其正常运转，延长使用寿命。但是，很多光伏电站缺乏完善的维护计划，导致设备维护和检修工作无法有条不紊地进行，从而增加了设备故障风险。第三，缺乏专业的维护团队。光伏电站中的设备需要专业的团队进行维修和维护，对于规模不大的海外光伏电站通常是外包给第三方运维团队，导致设备故障得不到及时处理，进一步加大了风险。第四，缺乏外币现金管理机制。由于海外光伏电站的电费收入通常采用当地币种结算，由于其与投资货币人民币存在一定的汇率波动，对项目投资回报产生一定的影响，因此存在汇兑风险。

（四）缺乏创新性管理理念

第一，缺乏前瞻性管理思维。光伏电站运维管理的特点是需要长期稳定运行，但在缺乏前瞻性管理思维的情况下，运维管理工作难以及时适应市场变化和技术发展趋势，导致光伏电站的运行效率和经济效益较低。第二，缺乏数据化运维管理手段。光伏电站运维管理过程中需要处理大量数据，例如电站发电量与光照情况的对应关系、设备运行状态、故障信息等。但是，由于缺乏数据化运维管理手段，运维人员难以准确分析和处理这些数据，也无法充分利用这些数据来指导运维工作的开展。第三，缺乏创新的管理方式。传统的运维管理方式无法满足光伏电站运行的需求，例如，南澳负电价等一系列新情况的发生，需要探索新的运维管理方式和技术，以提高光伏电站的运行效率和经济效益。

三、海外光伏电站管理优化策略

（一）结构设计优化

在光伏电站设计阶段，要通过科学的结构设计和优化，合理布局电站光伏电池板，优化电路设计、电源管理，使光伏电池板的安装角度适宜，能够最大限度地吸收太阳能，提高发电效率。同时，采用合理的结构设计，减少光伏电站的维护和管理成本，提高电站的经济效益。

（二）运营管理优化

第一，建立完善的监测系统，实现对电站运行状态的全面监测和诊断，及时发现电站运行中的问题，提高问题处理效率，减少维护成本。南澳由于负电价一年出现周期较长，因此该项目安装了远程监控系统，当电价低于负的绿证补贴电价时则自动断电，停止发电可减少负电价造成的损失。此外，可以通过监测数据的分析和处理，优化电站运行参数，进一步提高电站的发电效率。第二，采用智能化技术，对电站运行过程进行智能化管理。例如，针对于南澳负电价情况，通过一套搭建在储能系统平台的EMS 软件，可以在电脑设定的电价范围内进行充放电，例如负电价区域实施充电，电池在电网充电具有一定收益，可进一步提升项目回报率。第三，采用外币电费现金管理。首先，在一些国家，私营企业可以通过“非招标提案”方式，即私营开发商直接向政府提交开发特定基础设施项目的提案，其中包含开发商倾向的收款币种和支付机制。如若开发商能以“非招标提案”的方式发起项目，则通常有机会和当地政府就特许协议进行谈判，可要求当地政府的支付币种中有一定比例的美元，亦或要求支付条款做到“美元计价、本地币支付”，以便穿透汇率风险，实现规避汇率风险的目标。其次，自然对冲（Natural hedge）是一种风险管理策略，即通过收支币种头寸和期限的匹配对资金进行管理。例如，借入美元和本地币双币种贷款，建设期美元贷款用于支付项目建设成本中的美元部分，如光伏组建和逆变器的采购款，而运营期可以通过签署以本地币计价的分包协议和供货协议来实现项目收款币种和支出币种的匹配，减少项目发起人承担的汇率风险的敞口和存续期。最后，在项目公司层面，对于汇率风险敞口净额，融资行通常要求项目公司购买汇率远期、掉期、期权，以便把汇率风险锁定在一定的范围内。第四，绿证交易价格的管理。澳洲电价除了市场电价以外还有绿证补贴（1 张绿证/MWh），根据电站每月的发电量来注册、获得绿证，但是绿证价格是波动的，从2017 年的90 澳币到2020 年的30 澳币，再到2023 年的50 澳币。南澳用电量大户、零售商或者是矿业公司，如果不购买相应数量的绿证，政府将对其进行罚款。因此，南澳项目运营者在留意到合适的绿证价格时，通过拥有较多上述客户资源的中介捆绑打包出售5000 张或以上的绿证（出售5000 张或更多绿证单价更高）。若价格偏低，运营者会先持有绿证并观察价格，等待价格合适时再出售。

（三）设备维护优化

第一，制订科学合理的维护计划。制订科学合理的维护计划是设备维护的基础，要根据设备的使用寿命、环境条件和实际使用情况等制订详细的维护计划，并严格按照计划进行维护，确保设备正常运行，延长寿命。第二，设备在质保期内发生故障。 65MW 北面的项目由于无功补偿设备故障导致并网前期仅有80%发电，目前高压柜及环网柜故障导致区域电网发生故障。针对这类设备由EPC 采购、尚在质保期内的故障或EPC 作为第三方运维期间内发生的故障引发的停电，首先敦促EPC 尽快排除故障恢复正常发电，同时可以根据EPC 合同约定的并网后两年的PR（效能比）值来向EPC 追讨赔偿款。第三，设备在质保期外发生故障。例如，卡迪纳及奥古斯塔港项目均有变压器漏油等情况，应尽快寻找合适分包商进行检查维修。引入第三方维护服务可以有效降低设备维护成本，提高维护效率和质量。同时，第三方维护服务机构通常具有更专业的技术和设备，能够对电站设备进行更全面、更专业的维护。

（四）运维管理流程优化

第一，优化维护计划。运维管理流程的第一步是制订维护计划，光伏电站的维护计划需要考虑日常巡检、定期保养、设备更换等方面以及季节、气候等因素的影响。在制订计划时应合理分配资源，根据设备的实际情况和维护需求制订时间表和计划内容。第二，优化故障处理流程。应建立科学的故障报修机制，及时响应故障报修请求，并通过技术手段对故障进行诊断和分析，快速、精准地采取处理措施。使用最新的设备，例如，采用具有热成像摄像头的无人机，快速检测太阳能组件的工作状态，实现更高效地处理。第三，优化维护记录管理。可采用先进的信息化手段，建立科学的维护记录管理系统，对维护记录进行分类、归档和分析，为后续的维护工作提供有力的支持和依据。第四，优化保障措施。应根据光伏电站实际情况制订科学的备件库存计划和备用设备配置方案，保证备件库存和备用设备及时更新和完善。同时，加强对备用电源的监测和维护，确保备用电源始终处于良好状态。第五，加强风险控制。通过制订相应的应急预案，加强设备故障的预防和排查，建立完善的监测和预警机制，提高光伏电站的抗风险能力和可靠性。第六，加强人才培养和管理。应建立完善的人才培养机制，加强对人才的培养和引进，制订科学的职业发展计划和薪酬激励机制，提高技术人员的积极性和创造性。