智能光伏运维系统研究及应用.pdf

《智能光伏运维系统研究及应用.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能光伏运维系统研究及应用.pdf（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、智能光伏运维系统研究及应用 摘要：近年来，在政策与技术的双轮驱动下，我国光伏电站正以雨后春笋般的速度增加，电站运维人员缺口导致电站运维能力提升承压。单体电站容量不断创新高，对电站运维的方法和工作内容提出了新的挑战。因此，设计一个合理的智能光伏运维系统，有利于减少对人才的依赖程度、减少运维人员的工作量，同时通过对设备的监测、智能管理和智能分析，实现智能化光伏运维和发电效率的提升。关键词：光伏电站运营 智能预测 智能管理 1 电站运营痛点 1.1 人才紧缺 随着国家针对新能源产业持续出台利好政策和双碳目标的实施，我国光伏电站正以雨后春笋般的速度激增，但背后是经验丰富的电站运维管理人才缺口。光伏电站

2、一般位置偏远、条件艰苦，不少运营人员配置不足，事实上大多数电站的值班人员，电力专业知识的储备是不足的，只能够处理些简单的故障，这对电站安全运行是存在较大风险的。1.2 工作内容多 对于公司总部管理，电站运营涉及到制度体系的建设与执行、工作流程的设计和跟踪、设备状态的监督与维护、工作报表的制定和分析等。大量工作需要进行编辑、校核导致工作强度大和工作时间长。装机容量 50MW 的光伏电站占地约 1500 亩，涉及的光伏组件、汇流箱、逆变器、箱变等设备数量多达十万以上。不论是点检方式、巡检方式还是重点检查，均需消耗大量的人力及物力，并且无法保证时效性。电站运营需要注意事项繁杂，对管理人员的综合素质有

3、着较高的要求，任何一个环节出现问题都有可能反映到发电效率及设备安全上。1.3 管理体系不完善 电站运营工作繁杂，需要更加完善的运营管理体系。目前光伏电站运营管理体系并不完善，主要体现在制度和工作分工方面。不同的光伏电站受公司特点和电站特点不同影响，需要定制化的确定管理制度和工作内容。由于现场人员较少和人员流动性大的原因影响，导致工作项目遗漏和管理效率低下，管理制度和工作分工也应结合实际进行调整。如果管理体系不够完善，将对电站运维过程出现的问题不能及时发现，容易给电站带来安全和经济上的损失。1.4 设备隐患多 受政策刺激和建设成本影响，光伏电站的建设期通常只有几个月。近年来，因项目发包采用“低价

4、中标”方式，使得一些设备厂商与施工单位为降低成本而降低相关质量要求；建设期内不合理的压缩建设工期，使得电站建设不可避免的出现诸多施工质量及遗留问题，电站故障频发，且不易排查处理。电站一旦出现故障，不仅影响电站发电收益，甚至还会造成安全隐患及事故，常规的运维方式并不能及时发现设备隐患与故障。电站作为企业重资产，运营期限长达 25 年。及时发现和解决设备隐患，保障设备正常运行，是电站运营过程面临的实际挑战。2 系统功能设计 2.1 信息展示 通过显示内容合理布局和界面切换，以图形显示的方式展示电站发电量信息、发电功率信息、接入信息、设备状态、设备故障、功率预测曲线、地图导航等基础信息1。除了展示基

5、础信息，增加了工作计划及完成情况、费用预算及使用情况、工作评价等信息。良好的显示界面直观了解到电站运行状态和运行成本。方便运维管理者组织生产和获取数据，为部门、公司各层领导决策提供依据。2.2 实时监测 通过对场站设备如逆变器、汇流箱、环境监测仪、交流柜、电能表等实时监控、实时告警，实现对并网状态、电站设备、主要运行参数、有/无功功率流向等的实时监测，动态掌握电站运行实时状态。让管理者和业主更详细清楚的了解电站的工作状态信息。同时对出现故障的设备能第一时间获得信息，减少人工排查量，尽快开展维修处理工作。通过对环境信息如温度、湿度、露点温度、风速、风向、气压、水平面辐射量、倾斜面辐射量和辐照度等

6、多项指标数据的监测，结合相关算法，评价电站包括发电效率在内的运行质量。2.3 自动化管理 电站运营工作繁复，利用系统的自动化功能，结合公司管理制度和电站运营实际特点，制定定期工作清单并录入管理系统，实现自动生成日报、周报等功能。同时开展自动提示和督促功能，避免周期性工作的遗漏和延误。根据电站特点及运维规程，完善工艺、工序库，使现场工作方法标准化。根据技术规范，针对成熟的处置方案，制定现场故障处理指导手册，自动给出标准化的处理建议，并提供“视频+远程专家指导”功能，降低运维人员技能水平的要求。2.4 运维分析 利用系统实时监控功能、先进的算法与强大的计算能力，对设备进行实时分析、预测分析与智能优

7、化。通过对综合效率、计划完成率、弃光电量、太阳能资源、逆变器性能逐级进行分析，确定影响电站性能的具体因素，并及时处理相应问题，保证电站整体运行的稳定、高效。通过对厂用电量、网购电量、集电线路能耗进行综合分析，优化电站人员的生活用电以及设备能耗，降低电站的运营成本，提高电站效益。通过运用大数据分析方法，分析设备间数据对比，设备历史运行数据对比，及时发现设备异常，及时完成消缺工作的闭环管理。通过运行数据的分析，提前发现设备隐患和设备故障，提前进行维修更换，避免设备故障的次生影响，也降低了设备维修成本和减少设备停运时间，从而提高发电量。2.5 办公管理 电站运营涉及众多具体业务，具有一定专业性，与公

8、司的整体业务具有较明显的差异。因此，有必要就运营工作单独设计一套办公自动化系统。通过办公自动化，实现计划管理、流程管理、任务管理、合同管理、人员管理、值班管理、文档管理等集成管理。此外，集成电站运维专用的两票管理、台账管理、费用预算管理、备品备件管理等，将日常工作 OA 化，有利于业务协同管理、降低运维成本和赋能员工团队。3 系统的实现 3.1 设计原则 开放冗余原则。系统采用开放式结构，提供冗余的、支持分布式处理环境的网络系统。安全性原则。系统满足电力专用横向隔离，采取有效的身份鉴别、访问控制、安全审计、抗抵赖、软件兼容和资源控制措施，增强系统安全防护能力。稳定性原则。系统重要部件如服务器等

9、为冗余配置，任何时刻冗余配置节点之间可以相互切换。保证整个系统不受单个设备故障影响，整个系统功能可用。实时性原则。保信子站端遥测、遥信等数据准确、快速的传送至实时数据库，并展示出来。控制系统采用C/S 结构、配置实时数据库，保存最近2 小时的实时数据，以保证实时数据快速查询。可拓展原则。系统具有可平滑升级的能力，无需中断系统即可进行升级。存储系统设备选用稳定性高、易扩充的磁盘存储设备。在存储网结构布局上全面采用冗余链路结构，可避免单点故障，并可实现多层次的扩展，满足未来应用模块增加的需要。3.2 数据采集范围 本系统只做单项采集，不对光伏发电场进行遥控操作及参数修改。数据范围包括：逆变器、线路

10、及站变保护装置、无功补偿控制装置、频率紧急装置、防孤岛保护装置、功率预测装置、SVG 系统控制装置、直流系统等实时电气运行数据及故障告警清单，公共测控装置和电度表等状态信号清单或采集数据清单。3.3 系统实现 由数据采集服务器经反向隔离装置向云服务器传送数据，该数据采集服务器不经过原 SCADA 系统，采用路由器虚拟服务器功能，将数据采集器作为 SCADA 系统的镜像采集单元，与 SCADA 系统共用通道向各监控保护单元读取数据2。4 结束语 光伏电站运营工作繁杂，运维质量直接影响到电站安全、发电效率与总发电量。运用智能化运维管理系统构建全方位、全要素运维管控体系，实现生产、安全、经营等关键指标整合，实现流程、事件、生产状态的统一管理。运维系统自动化应用极大降低了对光伏运维人员的技能要求，减少了运营人员的工作量，实现少人运营，进一步提高光伏电站的资产收益率和电站整体质量。参考文献 1王明.高翔.文峥.光伏数据可视化系统研究与实现J.控制与信息技术,2018,(2):52-55.2宋诗，钱辰辰.基于云平台的光伏电站运维管理系统设计J.电器与能效管理技术,2015(24):93-97.