農(nóng)村光伏發(fā)展現(xiàn)狀與運維策略研究

蔡秋雷，鄭國純，姜志勇

（1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司瑞安市供電公司，浙江 溫州 325200；2.國網(wǎng)浙江省電力有限公司溫州供電公司，浙江 溫州 325002）

2022 年中央一號文件3 次提及光伏發(fā)電，提出“鞏固光伏扶貧工程成效，在有條件的脫貧地區(qū)發(fā)展光伏產(chǎn)業(yè)，推進農(nóng)村光伏、生物質(zhì)能等清潔能源建設”。當前，分布式光伏已扎根千鄉(xiāng)萬村，幫助農(nóng)村地區(qū)構建綠色能源系統(tǒng)，有力支撐鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，對于鞏固扶貧成果、增加農(nóng)民收入、改善鄉(xiāng)村生態(tài)、助力“雙碳”政策等方面發(fā)揮著巨大作用[1]。浙江某地區(qū)供電公司2023 年計劃投資超8 億元，設立超500 個項目開展農(nóng)村配電網(wǎng)升級改造工作，累計新建和改造中低壓線路約0.3 萬公里，配變?nèi)萘砍?5 萬千伏安。

1 農(nóng)村光伏的發(fā)展現(xiàn)狀

從全國范圍看，在“整縣推進”模式帶動下，農(nóng)村地區(qū)屋頂分布式光伏應用快速推開，連續(xù)兩年戶用光伏新增裝機超過2000 萬千瓦時，新增分布式光伏超4000 戶，新增并網(wǎng)容量約50 萬千瓦時。其中，戶用光伏新增3817 戶，占比92.87%，發(fā)展規(guī)模超過工商業(yè)分布式光伏。2022 年，全國光伏發(fā)電新增并網(wǎng)容量87.4GW，戶用分布式光伏占比近30%，光伏發(fā)電“點亮”了鄉(xiāng)村振興之路。

從浙江省范圍看，光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模和并網(wǎng)裝機量位居全國前列，光伏產(chǎn)業(yè)成為浙江省重點培育的新型戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。目前，累計光伏裝機全國第三，分布式光伏全國第二（分布式光伏超27 萬戶，并網(wǎng)容量超2000萬千瓦；戶用光伏戶數(shù)超23 萬戶，占比約86%），誕生了全國首個也是唯一實現(xiàn)光伏全覆蓋的村莊。

從地市范圍看，截至2023 年2 月底，浙江某地區(qū)供電公司轄區(qū)范圍內(nèi)已并網(wǎng)分布式光伏戶數(shù)近2 萬戶，并網(wǎng)容量超100 萬千瓦時，分布式光伏并網(wǎng)容量新能源發(fā)電項目占比高達36%，位居第一。其中，分布式戶用光伏約1.6 萬戶，戶數(shù)占比超80%，工商業(yè)光伏約0.3萬戶，戶數(shù)占約20%。并網(wǎng)容量近20 兆瓦，占比分布式光伏總并網(wǎng)容量約15%。

2 農(nóng)村光伏的建設場景與合作方式

農(nóng)村能源利用布局分散、規(guī)模較小，特別適合分布式可再生能源的發(fā)展[2]。農(nóng)村光伏建設場景主要表現(xiàn)為農(nóng)村地區(qū)不同的光伏建設范圍與應用范圍，合作方式是指建設光伏時不同的投資合作方式。農(nóng)村的光伏建設場景與合作方式很大程度上影響著光伏的日常運維，對其進行理解有助于深入挖掘當前農(nóng)村光伏運維存在的問題。

2.1 建設場景

目前，農(nóng)村光伏主要建設場景包括獨戶建設和成片建設兩種。

第一種是獨戶建設。主體為單獨房屋，村民利用原有建筑線路及現(xiàn)有進戶電纜，采用全額上網(wǎng)或自發(fā)自用余電上網(wǎng)方式獲取經(jīng)濟效益。全額上網(wǎng)方式直接將光伏發(fā)電電量通過上網(wǎng)計量關口表上送到公共電網(wǎng)；自發(fā)自用余電上網(wǎng)方式是優(yōu)先將發(fā)電量用于自身負荷設備，再將多余電量經(jīng)上網(wǎng)關口計量表上送到公共電網(wǎng)。實際應用中，浙江某地區(qū)村民夏某，2022 年在自家52 平方米的屋頂上建設20 塊光伏板，每年可獲得收益5000 多元。

第二種是成片建設。由政府部門按照片區(qū)推薦，光伏公司整片承包投資建設，多為小區(qū)、自然村、園區(qū)等屋頂資源較豐富集中場地。村民通過租賃屋頂、優(yōu)惠用電獲得收益。光伏開發(fā)商通過向村民、電網(wǎng)售賣光伏發(fā)電量獲得收益。

成片建設中，主要有“自發(fā)自用+余電上網(wǎng)”“集中匯流+全額上網(wǎng)”兩種方式。

1.自發(fā)自用+余電上網(wǎng)：光伏公司投資建設，在多棟房屋屋頂鋪設光伏板，利用原有電力線路使所發(fā)電量優(yōu)先就地消納，多余電量經(jīng)每棟房屋各自的上網(wǎng)關口計量表和公共連接點，分別傳輸?shù)焦搽娋W(wǎng)。光伏開發(fā)商與各村民簽訂協(xié)議，按照不高于現(xiàn)行電價的價格計收村民使用的光伏電量電費，多余電量上網(wǎng)收益、發(fā)電量補貼歸光伏公司。

2.集中匯流+全額上網(wǎng)：光伏公司投資建設，居民將屋頂租賃給光伏開發(fā)企業(yè)獲得固定租賃收益。光伏企業(yè)將居民屋頂進行整合開發(fā)，根據(jù)屋頂大小和集中程度選擇合適容量的逆變器進行配置，最后將成片所有光伏項目經(jīng)電纜匯聚后，集中匯流至一臺或幾臺專用升壓變壓器，經(jīng)統(tǒng)一上網(wǎng)關口計量表和電網(wǎng)公共連接點，就近接入10 千伏線路并入電網(wǎng)實現(xiàn)光伏發(fā)電量全額上網(wǎng)，光伏企業(yè)通過光伏補貼和上網(wǎng)電費獲得收益。

2.2 合作方式

農(nóng)村光伏投資合作按照不同的標準可以總結出不同的合作方式，從用戶出資多少和資金來源這個角度，將浙江某地區(qū)農(nóng)村光伏投資合作方式歸納為以下三類：

1.全款購方式。用戶自投出資委托光伏公司建設。用戶有兩種獲得收益的方式：一是全額上網(wǎng)模式，獲得賣電收益；二是自發(fā)自用、余電上網(wǎng)模式，獲得電費節(jié)省以及賣電收益。此種方式受光照資源影響較大，實際情況中采用較少。

2.合作開發(fā)方式。用戶無需出資，由光伏公司負責出資建設。用戶有兩種獲得收益的方式：一是有償出讓屋頂使用權模式，獲得固定屋頂租賃收益；二是免費提供屋頂使用權模式，獲得上網(wǎng)賣電比例分成收益。

3.光伏貸/融資租賃方式。用戶通過融資、貸款進行光伏設備購置，賣電收益優(yōu)先償還貸款、租金及支付每年設備運維費用，盈余收益歸屬用戶。該模式通常由光伏公司負責運作，由光伏公司持有用戶銀行賬戶，盈余部分轉至用戶賬戶。

3 農(nóng)村光伏運維中存在的問題

農(nóng)村光伏照亮農(nóng)村千家萬戶的同時，逐漸呈現(xiàn)管理難、故障多、成本高等現(xiàn)實問題，產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務、運維保障、政策法規(guī)、人才培養(yǎng)等均是造成上述問題的誘因。通過對浙江某地區(qū)農(nóng)村光伏的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)當前農(nóng)村光伏運維主要存在以下三類問題。

3.1 集中管理不易，運維成本高

沿海地區(qū)山區(qū)丘陵眾多，村級光伏扶貧電站建設地點分散，各個項目點之間的交通成本、時間成本較高，難以從空間上進行光伏設備設施的統(tǒng)一集中管理和固定運營維護[3]。若采用流動運維，運維人員及時點的不固定，易造成故障不能及時發(fā)現(xiàn)、定位、修復，進一步降低故障處理的時效性，農(nóng)戶收益大打折扣。此外，村級光伏扶貧電站一般裝機規(guī)模較小，難以形成規(guī)模集聚，同時受限于山區(qū)縣經(jīng)濟條件，設備運維人力成本、交通成本極高，難以從成本控制角度有效保證投資方和用戶的運維積極性。

3.2 檢修維護不力，故障頻率高

農(nóng)村光伏設備普遍存在施工工藝保障不足、光伏板老化、組件頻繁故障、支架抗風能力弱、逆變器質(zhì)量差等先天安全隱患，同時光伏產(chǎn)品售后服務承諾難以兌現(xiàn)，造成農(nóng)村電網(wǎng)不穩(wěn)定，巡檢費時費力、疲于應對，設備運維、故障定位及故障排除工作量大，故障異常數(shù)量多[4]。同時，由于光伏設備故障多發(fā)，光伏收益不穩(wěn)定、不持續(xù)，進一步挫傷農(nóng)戶正常檢修維護設備的積極性、主動性，長久以來陷入“故障越多、收益越少”“收益越少、檢修越少”“檢修越少、故障越多”惡性循環(huán)。

3.3 一線業(yè)務不精，違規(guī)操作多

村級光伏扶貧電站建成后，在不考慮人為破壞、自然不可抗力破壞的前提下，后續(xù)運營維護的不專業(yè)、不到位，成為導致光伏電站壽命打折的頭號“元兇”。同時，部分地方政府、村委會要求光伏后期運維必須當?shù)卮迕駞⑴c以解決就業(yè)。然而，受限于普通農(nóng)戶專業(yè)知識有限，對光伏運維規(guī)范、標準、流程、技術、工藝等均缺乏全面理解和系統(tǒng)培訓，“抱著光伏組件直接上屋頂”“夠不著的地方就踩光伏組件”等不合規(guī)操作在農(nóng)村成為普遍現(xiàn)象。

4 農(nóng)村光伏運維策略

農(nóng)村光伏建設和運行是一項復雜的系統(tǒng)工程，造成當下運維困境的原因是方方面面的，從管理方面進行統(tǒng)籌優(yōu)化也是當下最為必要的、現(xiàn)實的選擇[5]。因此，建議基于更好地賦能一線操作和業(yè)務人員的這個著力點，從責任落實、專業(yè)提升、監(jiān)督管理、技術賦能等方面進行相應的管理提升優(yōu)化。具體對策建議如下。

4.1 健全運維管理規(guī)范，降低日常運維成本

促請政府出臺相關光伏扶持政策，規(guī)范農(nóng)村光伏典型設計，制定設備管理和運行規(guī)范，制定印發(fā)《村級光伏幫扶電站運營維護管理辦法》，層層簽訂運維管理協(xié)議，落實運維主體責任。發(fā)揮光伏扶貧電站運維企業(yè)、運維管護人員的主體作用，強化供電公司與鄉(xiāng)鎮(zhèn)扶貧工作組、村兩委、扶貧專干、電站看護人員的密切配合，建立問題主動發(fā)現(xiàn)、主動處置的長效激勵及懲戒機制，及時解決電站運維過程中出現(xiàn)的問題，不斷提高光伏扶貧電站發(fā)電效能。此外，建立各村村支書、村長負總責制，落實村支書第一責任人制度和管護員專職管護制度，定期組織清理光伏板面灰塵、板下雜草雜物，每天、每周、每月定時查看光伏電板完好及電站運行安全狀況，按時按點填寫日常管護記錄表，發(fā)現(xiàn)問題及時上報，細化落實整改。

4.2 推廣智能運維系統(tǒng)，提高檢修精準程度

依托智慧光伏系統(tǒng)建設分布式光伏數(shù)字化管理平臺，通過電站的運行記錄、數(shù)據(jù)指標、詳情統(tǒng)計、曲線分析、工單列表等關鍵功能，實現(xiàn)各電壓等級分布式光伏實時運營監(jiān)測和管理、項目補貼發(fā)放全流程管控，促進分布式光伏項目健康運行[6]。此外，通過“云物大智鏈”數(shù)字技術賦能，實現(xiàn)貧困山區(qū)縣所有村級光伏電站的集中運維管理，實時了解光伏電站在不同季節(jié)和天氣條件下的性能表現(xiàn)，實時監(jiān)控光伏電站的各項參數(shù)（如溫度、濕度、電壓、電流等），自動推送故障告警信息到看護運維人員智能終端界面，并給出專業(yè)指導和操作建議，運維人員根據(jù)系統(tǒng)自動定位導航信息實現(xiàn)故障電站、故障點的精準搜索定位，再根據(jù)一線直接經(jīng)驗判斷進行定向檢修，最大限度地降低運維成本、減少發(fā)電損失、減少人工操作錯誤，提高故障應急響應及處置的效率質(zhì)量，從而從技術手段上充分保障用戶收益。

4.3 培育全科專業(yè)人才，提升運維操作技能

探索“多方共建+聯(lián)合培養(yǎng)”，支持供電公司、屬地政府和光伏企業(yè)等開展培養(yǎng)光伏運維專業(yè)人才隊伍：為學員提供技術指導和實訓設備，定期開展安全用電及光伏運維的專業(yè)講座、實訓課程、政策解讀等針對性培訓活動，實現(xiàn)“邊培訓邊操作、邊實習邊上崗”。此外，定期組織學員深入光伏電站一線，邀請村級光伏電站資深運維人員展開現(xiàn)場業(yè)務指導培訓，針對性講解光伏電站的系統(tǒng)構成、運行機理、運維要點、職責清單、風險防控、安全防護等專業(yè)經(jīng)驗知識，定期組織開展分布式光伏接入、并網(wǎng)等業(yè)務相關政策文件解讀，學習落實各級政府及上級單位相關文件政策規(guī)定。同時，建立“傳幫帶”“老帶新”的人才選拔儲備機制，“新看護”初期巡視期間，強化“老看護”的陪同跟隨防護，禁止“新看護”獨自巡視。

4.4 強化檢查督導排查，落實管護考核獎懲

建議供電公司、當?shù)卣⒐夥髽I(yè)三方聯(lián)合成立督查組，對村級光伏電站進行全面排查，定期對各村遮擋電站樹木砍伐清理、板下經(jīng)濟作物種植、光伏板清潔、光伏看護人員管理、光伏設備使用及收益貢獻情況進行督查。針對排查出的問題，由安裝企業(yè)、各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、運維企業(yè)發(fā)現(xiàn)問題形成通報并限期整改，將整改成效納入脫貧攻堅工作與鄉(xiāng)村振興工作績效考核范疇。同時，盡快推動各村級光伏電站管護員檔案信息庫建設，根據(jù)光伏電站管護員的專業(yè)素質(zhì)、履職盡責、用戶滿意度、技能培訓等關鍵指標數(shù)據(jù)，建立360 度考核評價體系，納入薪資績效評定范圍，根據(jù)運維日常表現(xiàn)、排查整改成效等綜合表現(xiàn)進行量化打分，配套建立獎懲機制，并將管護員的考核結果與村干部的目標考核進行綁定。

5 結語

分布式光伏電站作為一種新型的清潔能源電站，在農(nóng)村地區(qū)具有廣闊的發(fā)展前景。著眼未來，供電公司將強力推進農(nóng)網(wǎng)改造升級工程建設，著力解決農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架薄弱、結構不合理、低電壓等突出問題，力爭徹底解決農(nóng)村電網(wǎng)“卡脖子”、臺區(qū)容量不足等問題，為實現(xiàn)農(nóng)村配網(wǎng)的跨越式發(fā)展，高質(zhì)量助力鄉(xiāng)村振興和新型城鎮(zhèn)化建設注入源源不斷的發(fā)展動力。