近日我省發(fā)放了最大一筆供暖補貼——3750萬元!這筆款項是用來支持農(nóng)村減霾降碳“煤改電”工作的。太原市煤改電首批試驗村是與清徐縣緊鄰的棗園頭村。在這個村里有一戶人家姓魏，在自己家屋頂上面排滿光伏發(fā)電板發(fā)電，而且還把自家發(fā)的電賣給國家電網(wǎng)獲利，每年有十來萬元的收入。在屋頂裝光伏電板的人叫魏亞威，不到30歲，剛剛在2016年“春暉杯”中國留學人員創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中，以“光伏電站及充電樁 微智腦 ”項目奪得我省清潔能源領域唯一的優(yōu)勝獎。魏亞威回到太原后，接受了本報采訪。
留美博士在村里建起光伏電站
棗園頭村的光伏電站是魏亞威在5年前開始鼓搗的。2012年時，他簡單安裝了兩塊光伏組件做實驗，到2013年他建成了第一個并網(wǎng)光伏電站，把自家發(fā)的電賣給國家電網(wǎng)。當時作為太原市首個個人光伏發(fā)電項目，引來不少關注和報道。之后每年魏亞威對棗園頭村的光伏電站都有改進，最明顯的就是屋頂光伏板的規(guī)模越來越大，發(fā)電量也越來越大。到2016年，魏家屋頂已經(jīng)從最初的兩塊光伏板發(fā)展到如今三個屋頂全覆蓋，面積達1000平方米，理論總功率100千瓦的分布式光伏發(fā)電站群。
要想讓光伏板達到最好發(fā)電效果，還需要專業(yè)人士指導。魏亞威現(xiàn)在還在美國就讀，不能對棗園頭村的光伏電站進行日常實時管理與監(jiān)控，平常屋頂?shù)墓夥娬径际俏簛喭墓酶冈诠芾怼Ｋ墓酶甘莻€普通農(nóng)民，對光伏電站運行維護這種高科技當然不了解，管理完全是靠魏亞威在美國遙控指揮。早期，魏亞威通過直接的遠程技術指導，讓棗園頭村的光伏電站發(fā)電效率總能達到最優(yōu)，夏季滿負荷發(fā)電，抓住關鍵季節(jié)，為電站帶來最大效益。魏亞威這次獲獎的項目更是把這種技術升級換代，通過“微智腦”來實現(xiàn)遠程規(guī)模化遙控維護光伏電站。
“微智腦”是個啥東西
“微智腦”簡單說，就是一個利用人工智能算法，結(jié)合電力大數(shù)據(jù)分析技術，讓機器來學習、預測、管理光伏電站的前沿解決方案。
建立一個光伏發(fā)電站一定是需要有電力相關專業(yè)技術的，魏亞威大學時學的是電力系統(tǒng)及其自動化，工作兩年后考入美國密西根理工大學，鉆研電力系統(tǒng)智能電網(wǎng)繼電保護的前沿課題，并在美國西北太平洋國家實驗室電力系統(tǒng)同步向量測量(PMU)中心做實習研究員，就是在這一年，魏亞威在太原建起首個10KW個人光伏電站并實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。2014年，魏亞威考入了美國克萊姆森大學讀博，從事大規(guī)模光伏電站接入下的大電網(wǎng)頻率預測與穩(wěn)定性分析方向的研究，隨著他在專業(yè)上的不斷深入，其在棗園頭村自家屋頂上的光伏電站也在不斷變化壯大。小姑家的屋頂鋪滿了光伏板，大姑家的屋頂也鋪上了光伏板，魏家的老屋更是不僅屋頂鋪上了光伏板，為了更全面地利用光照資源，還在院子里杵了幾根角鋼焊成的梁柱作為新的支點，增加電站容量。
光伏發(fā)電站是建好了，但是可靠，有效的運行和維護卻是個大問題。
近日一則關于光伏發(fā)電板上曬辣椒、曬蘑菇、曬紅薯的消息在光伏發(fā)電行業(yè)頗受關注?！肮夥娬窘ê昧耍l(fā)現(xiàn)有問題，很多人不會運行和維護。像這種曬辣椒的情況出現(xiàn)，只需要一兩個小時，就會給單個光伏板帶來不可逆的破壞，如果曬一天，整串光伏板就全壞掉了，損失非常大?！蔽簛喭墓酶笡]有多少文化，識字不多，魏亞威有時候說專業(yè)術語，他根本不懂?！肮夥娬境跗谕顿Y較大，理論上可以運行25年，就好比家用電器的有效年限，在有效年限內(nèi)如果維護好，可以帶來總計3倍的效益。”魏家的光伏發(fā)電在夏天，基本上都是滿負荷運行，這樣好的發(fā)電效果來自魏亞威“微智腦”遙控指揮進行維護管理。
“2013年暑假我到了美國西北太平洋國家實驗室實習，在那兒看到了人家完整的光伏電站、充電車以及智能化家庭電氣控制閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，就想帶回來自己做一個，但是思路太超前，綜合成本貴，且山西當時的新能源、電動車發(fā)展情況也不支持全面落地，最后在家里人支持下做起來了最簡單的光伏電站?！蔽簛喭f，“一般建設一個100萬元的光伏電站，合理需要每年配2-3萬元的運行維護費用。沒有維護管理的光伏電站就相當于裸奔。”但對于很多中小型的光伏發(fā)電站是不愿意投入這3萬多元的維護成本的，另外也沒那么多合格的運行人員來滿足需求。魏亞威說，自己的“微智腦”就是提供集約型遠程無人維護的。通過“數(shù)據(jù)分析可以給光伏電站做定期體檢、實時監(jiān)控、中短時預測、提前預判電站大故障，防患于未然。
中小型光伏電站的“診療中心”
用一個相對準確一點的比喻來形容魏亞威的“光伏電站及充電樁 微智腦 ”項目，就相當于是給中小型光伏電站建立一個“診療中心”，通過這個診療中心來給分散在不同地方的光伏發(fā)電站進行“體檢”，出具體檢報告，讓光伏電站能更好地創(chuàng)造效益，避免不必要的損失。
魏亞威說，光伏發(fā)電站的這個“微智腦”的意義還不僅僅于此。他給記者展示了一張參加世界電力系統(tǒng)年會時，美國伊利諾伊理工大學展示的亞歐光輻照強度圖，可以看出我國中北部地區(qū)光伏強度條件優(yōu)越，而山西便在其中。光伏發(fā)電的意義自然無需多說，對于身處霧霾之中的當下，大力發(fā)展這種綠色能源、其減碳降霾的意義更是重大而深遠。在推廣和普及這種清潔能源生產(chǎn)中，光伏扶貧可以讓更多的鄉(xiāng)村受益，而如何讓受教育低的人群也能很好地維護和管理好光伏電站，顯然很需要這樣一個“診療中心”。
有了光伏電站之后，還可逐步解決電動車普通充電樁充電時間過長的問題，不會給城市電力網(wǎng)架帶來過大的負擔,擔心系統(tǒng)負荷過大的跳閘失電問題。在魏亞威家的老院，記者看到十多樣大功率電動工具，這需要高電壓(380V)高電流來帶動的工具全部都是用自家光伏電站逆變器發(fā)出的大功率交流電，未來適用于40千瓦甚至更大功率直流電動快充樁以及控制系統(tǒng)也在籌建中。
目前，光伏電站的數(shù)據(jù)信息是一個一個的電力孤島，也許通過“微智腦”的集約化管理，短時間內(nèi)可能看不到其集群威力，但是當積累成一個地區(qū)性光伏+電動車大數(shù)據(jù)庫時，便可以根據(jù)這些數(shù)據(jù)挖掘出一個大地區(qū)清潔能源發(fā)展的已有狀態(tài)，未來趨勢，甚至對地區(qū)電網(wǎng)建設規(guī)劃格局的變化提供積極的參考意見。簡單打個比方，如果街頭電動車的充電樁使用光伏電站的能源，通過“微智腦”管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，通過深度學習和分析就可以準確預測司機們充用電節(jié)奏和充電集中分布區(qū)域，未來可以幫助管理者更加合理地建設和規(guī)劃充電樁。
