光伏電站智能化運維探析

1、摘要：目前，隨著國家對新能源技術(shù)發(fā)展的重視、支持，我國的光伏電站數(shù) 量急劇增多，為了提高光伏電站的發(fā)電率，光伏電站已由大規(guī)模發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榇笠?guī) 模運維，因而智能化的運維技術(shù)也應(yīng)運而生。光伏電站的運維水平直接決定著發(fā) 電成本，影響著電站的運營效益和可靠性。光伏電站實現(xiàn)智能化運維能縮短電站 的巡檢時間，數(shù)字化記錄倒閘操作過程，對故障點進行精確判斷和消除，極大提 高電站的整體運維和安全管理水平，同時對實現(xiàn)光伏電站的自動化、信息化和智 慧化管理具有重要的現(xiàn)實意義。鑒于此，文章對光伏電站的智能化運維措施進行 了研究，以供參考。關(guān)鍵詞：光伏電站；智能化運維；運用策略引言要實現(xiàn)對光伏電站的智能化運維管理，必須建

2、立智能化的運維系統(tǒng)。智能化 的運維系統(tǒng)是一個集分析、判斷、評價等為一體的系統(tǒng)，通過對日常指標的評價 使電站設(shè)備處于多維的監(jiān)控狀態(tài)，能對發(fā)電系統(tǒng)進行日常監(jiān)護，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中老化 和存在問題的組件，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫資源進行分析評價、提供解決方案 若發(fā)生系統(tǒng)故障可及時發(fā)出告警，并自動進行處理。光伏電站智能化運維技術(shù)概述光伏電站是指一種利用太陽光能、采用特殊材料諸如晶硅板、逆變器等電子 元件組成的發(fā)電體系，與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏電站 智能化運維技術(shù)主要是采用集中統(tǒng)一的運營管理，減少光伏電站值守人員的投入 實現(xiàn)全自動化無人運行，實現(xiàn)故障的自動發(fā)現(xiàn)、自動診斷和自動修復(fù)，結(jié)合無線

3、通信網(wǎng)絡(luò)中的云計算對大數(shù)據(jù)進行有效的分析，讓電站的運維管理變得簡單化、 標準化、專業(yè)化、科學化。總的來說，光伏電站運維智能化管理可實現(xiàn)對電站遠 程監(jiān)測和控制、遠程智能運維管理、發(fā)電效率分析及優(yōu)化服務(wù)、電站資產(chǎn)的評估等，可提高發(fā)電效率、減少維護成本、增加系統(tǒng)收益，給光伏電站的安全、智能 發(fā)電，高效方便打下堅實的基礎(chǔ)。光伏發(fā)電站智能運維管理體系結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)部署光伏發(fā)電站智能運維管理核心光伏發(fā)電站智能運維管理體系的核心是智能化，包括利用人工智能等智能化 理論和技術(shù)方法，處理信息與相關(guān)問題，包括模擬、虛擬建模等功能，具有主動 性、機動性、自我診斷、自適應(yīng)和自我調(diào)整等能力。智能設(shè)備層突破了已有儀器 設(shè)備與

4、控制裝置，可全面采集生產(chǎn)現(xiàn)場的信息數(shù)據(jù)，并對收集的信息進行診斷， 全面感知的能力較強。智能控制層則突破現(xiàn)有 DCS 系統(tǒng)，可采用多種復(fù)雜的計算 方式進行數(shù)據(jù)處理，并對數(shù)據(jù)處理存在的誤差進行自我修正。智能監(jiān)管層突破了 現(xiàn)有安全儀表控制系統(tǒng)，可對設(shè)備的運行進行多方面的分析，同時其靈活性較強， 具有擴展功能和自我協(xié)調(diào)的能力。智能決策層具有較高的學習和適應(yīng)能力，通過 與環(huán)境的互動不斷優(yōu)化自身系統(tǒng)，并與環(huán)境不斷適應(yīng)。光伏發(fā)電站智能運維管理體系結(jié)構(gòu)（1）智能設(shè)備層。智能設(shè)備層與光伏發(fā)電站生產(chǎn)運維的各要素緊密結(jié)合， 是實現(xiàn)物理世界與虛擬世界高度融合、合作的關(guān)鍵，是數(shù)字孿生技術(shù)在發(fā)電站管 理中應(yīng)用的關(guān)鍵。進行

5、智能設(shè)備層構(gòu)建時，采用先進的測量技術(shù)，使發(fā)電站所有 設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、環(huán)境等各種數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息，并通過自我 判斷進行處理與傳輸。在其他控制決策層的指示下，準確分析與傳遞相關(guān)發(fā)電站 生產(chǎn)和運維管理中的信息，實現(xiàn)最小干預(yù)的閉環(huán)式控制管理。（ 2）智能控制層 智能控制層可對發(fā)電站各環(huán)節(jié)、各工藝過程進行智能化控制，通過建立相關(guān)物理 實體行為與規(guī)則模型，利用 DCS 模塊的高級算法程序構(gòu)建自適應(yīng)控制、診斷預(yù)測 控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等具體程序。結(jié)合智能設(shè)備層采集的信息數(shù)據(jù)、 智能監(jiān)督層的指示，制定發(fā)電站安全運行及滿足環(huán)境、技術(shù)、經(jīng)濟指標要求的日 常運維管理指南，在確保發(fā)電站生產(chǎn)滿足

6、實際要求的基礎(chǔ)上，提高發(fā)電站運維的 安全性，實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境雙重目標。（ 3）智能監(jiān)控層。智能監(jiān)督層的作用是對 發(fā)電站設(shè)備資產(chǎn)進行智能化管理，對發(fā)電站生產(chǎn)過程與管理數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)采集 和工廠能效基準與評估、運維管理、設(shè)備狀態(tài)管理、設(shè)備遠程診斷等功能進行監(jiān) 督管理。發(fā)電站工廠進行閉環(huán)式管理時，可建立設(shè)備物理模型與運維規(guī)則模型， 對設(shè)備資產(chǎn)等物理實體的虛擬模型進行監(jiān)督控制。智能監(jiān)督層接收的信息主要包 括控制層的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、設(shè)備層的現(xiàn)場實時信息、決策層的執(zhí)行策略等。（ 4） 智能決策層。智能決策層是在生產(chǎn)制造和運維管理操作系統(tǒng)提供的大量數(shù)據(jù)信息 的基礎(chǔ)上，開展大數(shù)據(jù)分析相關(guān)的功能的開發(fā)設(shè)計，可使管理

7、數(shù)據(jù)信息與生產(chǎn)制 造數(shù)據(jù)信息相融合，為倉儲成本分析、智能供應(yīng)鏈支持和績效評估等決策提供輔 助性決策參考，提高發(fā)電企業(yè)精細化管理的水平。智能決策層核心是工業(yè)生產(chǎn)信 息大數(shù)據(jù)和運維管理云平臺，與監(jiān)督層結(jié)合可對發(fā)電站現(xiàn)場所有生產(chǎn)運維要素進 行數(shù)字化管控，實現(xiàn)數(shù)字孿生的目標，將所有的生產(chǎn)制造、運維等管理行為生成 數(shù)字孿生體。智能發(fā)電站操作系統(tǒng)部署基于數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)電站智能化運維管理操作系統(tǒng)的部署，應(yīng)在云計算、 大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的基礎(chǔ)上生成信息系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)施。在工業(yè)生產(chǎn)信息化大 數(shù)據(jù)平臺信息系統(tǒng)中，利用現(xiàn)場設(shè)備維修與信息系統(tǒng)進行設(shè)計開發(fā)，建設(shè)智能發(fā) 電站。利用數(shù)字孿生構(gòu)建智能發(fā)電站生產(chǎn)運維管理實體

8、模型，該模型對發(fā)電站生 產(chǎn)運維進行模擬決策，達到高效、安全、人機協(xié)同、智慧決策的目標。光伏智能 發(fā)電站操作系統(tǒng)部署時，以企業(yè)級大數(shù)據(jù)中心為核心，根據(jù)智能設(shè)備層、智能控 制層、智能監(jiān)督層、智能決策層、發(fā)電站實際情況進行部署和優(yōu)化調(diào)整。智能設(shè) 備層主要部署先進的監(jiān)測設(shè)備，并對生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)進行精細化測量和監(jiān)督控 制，結(jié)合智能機器人完成高強度重復(fù)性操作和高風險的操作。智能控制層。綜合 考慮發(fā)電站安全、經(jīng)濟、節(jié)能環(huán)保等控制要求，重點完善環(huán)保優(yōu)化控制算法與操 作系統(tǒng)。對于部分設(shè)施可通過智能化監(jiān)控操作系統(tǒng)部署，實現(xiàn)無人化操作、發(fā)電 機組的自動化啟停。智能監(jiān)督層主要負責監(jiān)督生產(chǎn)流程和設(shè)備設(shè)施，加強預(yù)測報

9、警，完善安全準入操作系統(tǒng)的維修保養(yǎng)工作，改善現(xiàn)場設(shè)施健康技術(shù)參數(shù)等。光伏電站智能化運維技術(shù)發(fā)展趨勢3.1 建立健全的運維計劃首先需考慮運維系統(tǒng)的整體管理，電站運維管理中需對管理過程中的計劃進 行討論。計劃中需包括上網(wǎng)電量的預(yù)算、發(fā)電量的預(yù)算以及運維管理過程中出現(xiàn) 問題的搶救措施預(yù)算等。這些計劃都要經(jīng)過相對應(yīng)的申請、審批、批準后才能按 照計劃進行有效落實。只有根據(jù)科學計劃嚴密實施才能保持數(shù)據(jù)可以有效的利用 總的來說，光伏電站的有效管理需建立在完善的運維管理計劃基礎(chǔ)之上。3.2 培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)的運維團隊運維隊伍主要包括線上客服隊伍和線下實施隊伍，運維服務(wù)內(nèi)容包括用能監(jiān) 控管理、設(shè)備運營整修、打包售后服務(wù)

10、以及客戶投訴處理等，光伏電站智能化運 維就需要有專業(yè)運維隊伍進行實時的監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題就需進行及時維護。當 客戶有投訴時應(yīng)立即處理好客戶的問題及時搶修相關(guān)問題?？偟膩碚f，只有不斷 完善服務(wù)體系，形成一個較為專業(yè)化的服務(wù)團隊，才能滿足客戶的基本需求。運 維團隊的專業(yè)化不僅能提升企業(yè)的經(jīng)濟效益，還可以樹立企業(yè)良好的形象。緊密聯(lián)系互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理以及云計算光伏電站智能化運維管理中需緊密結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)處理以及云計算?；?聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)μ鞖膺M行實時監(jiān)控，一旦電站出現(xiàn)潛在問題可立即上報將故障排 除?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)做到一鍵體檢、自動形成、實時監(jiān)控，提高故障處理效率，降低 電站管理的壓力，提升企業(yè)的經(jīng)濟效

11、益；大數(shù)據(jù)能夠?qū)夥娬镜馁Y料進行技術(shù) 化管理，在一定程度上節(jié)省了人工成本，通過大數(shù)據(jù)建立，數(shù)據(jù)信息庫能夠為相 關(guān)操作人員提供全面的數(shù)據(jù)參考，精簡業(yè)務(wù)流程，保證各項資料得到有效的利用 促進電站的發(fā)展，提升企業(yè)的市場競爭力。結(jié)語綜上所述，隨著我國對新能源技術(shù)越來越重視，近年來，我國光伏電站的數(shù) 量不斷增加，規(guī)模也在逐步擴大，這就對運維工作提出了更高要求，通過對光伏 電站進行自動化智能化運維，不僅可大幅減少運維人員數(shù)量，降低運維成本，而 且可提高運維效率，總之，對光伏電站的自動化智能化運維，有助于進一步提高 光伏電站綜合經(jīng)濟效益。因此，相關(guān)工作人員要強化對智能化運維技術(shù)的運用， 進而促進我國光伏發(fā)電事業(yè)的進一步發(fā)展。參考文獻1 劉勝俊.電氣自動化在集中