近日我省發放了最大一筆供暖補貼——3750萬元!這筆款項是用來支持農村減霾降碳“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電板發電，而且還把自家發的電賣給國家電網獲利，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”中國留學人員創新創業大賽中，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光伏電站，把自家發的電賣給國家電網。當時作為太原市首個個人光伏發電項目，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模越來越大，發電量也越來越大。到2016年，魏家屋頂已經從最初的兩塊光伏板發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電站群。

要想讓光伏板達到最好發電效果，還需要專業人士指導。魏亞威現在還在美國就讀，不能對棗園頭村的光伏電站進行日常實時管理與監控，平常屋頂的光伏電站都是魏亞威的姑父在管理。他的姑父是個普通農民，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電效率總能達到最優，夏季滿負荷發電，抓住關鍵季節，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”來實現遠程規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，結合電力大數據分析技術，讓機器來學習、預測、管理光伏電站的前沿解決方案。

建立一個光伏發電站一定是需要有電力相關專業技術的，魏亞威大學時學的是電力系統及其自動化，工作兩年后考入美國密西根理工大學，鉆研電力系統智能電網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并網發電。2014年，魏亞威考入了美國克萊姆森大學讀博，從事大規模光伏電站接入下的大電網頻率預測與穩定性分析方向的研究，隨著他在專業上的不斷深入，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電板上曬辣椒、曬蘑菇、曬紅薯的消息在光伏發電行業頗受關注。“光伏電站建好了，發現有問題，很多人不會運行和維護。像這種曬辣椒的情況出現，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。”魏亞威的姑父沒有多少文化，識字不多，魏亞威有時候說專業術語，他根本不懂。“光伏電站初期投資較大，理論上可以運行25年，就好比家用電器的有效年限，在有效年限內如果維護好，可以帶來總計3倍的效益。”魏家的光伏發電在夏天，基本上都是滿負荷運行，這樣好的發電效果來自魏亞威“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生態系統，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。”魏亞威說，“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“數據分析可以給光伏電站做定期體檢、實時監控、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電站進行“體檢”，出具體檢報告，讓光伏電站能更好地創造效益，避免不必要的損失。

魏亞威說，光伏發電站的這個“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光伏強度條件優越，而山西便在其中。光伏發電的意義自然無需多說，對于身處霧霾之中的當下，大力發展這種綠色能源、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中，光伏扶貧可以讓更多的鄉村受益，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，不會給城市電力網架帶來過大的負擔,擔心系統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也在籌建中。

目前，光伏電站的數據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，短時間內可能看不到其集群威力，但是當積累成一個地區性光伏+電動車大數據庫時，便可以根據這些數據挖掘出一個大地區清潔能源發展的已有狀態，未來趨勢，甚至對地區電網建設規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”管理產生的數據，通過深度學習和分析就可以準確預測司機們充用電節奏和充電集中分布區域，未來可以幫助管理者更加合理地建設和規劃充電樁。