光伏电站的智能运维技术研究 王勤学

发表时间:2020/7/1   来源:《电力设备》2020年第4期   作者:王勤学
[导读] 摘要:伴随着智能化技术的不断发展和进步,未来智能光伏电站能在融合智能监控技术、智能运维管理的基础上,实现技术的全面创新,为光能转化为电能创建良好的发展环境,促进光伏电站发电效益提升、管理水平的进步。
        (中利腾晖共和新能源有限公司  青海共和  813000)
        摘要:伴随着智能化技术的不断发展和进步,未来智能光伏电站能在融合智能监控技术、智能运维管理的基础上,实现技术的全面创新,为光能转化为电能创建良好的发展环境,促进光伏电站发电效益提升、管理水平的进步。
        关键词:光伏;电站;智能;运维技术
        引言
        能源互联网其实主要是指将电力系统作为核心要素,与互联网技术以及一些新能源发电技术进行有效结合。同时,与交通、天气等各种不同的系统进行组合,能源互联网本身具有一定的复杂性,所以在构建时,需要与各个因素条件进行综合考量。在针对能源互联网进行建设的时候,其根本目标是为了能够利用互联网技术,实现可再生能源的合理利用。光伏电站作为太阳能电站的一种,由于稳定性并不是很强,所以需要对其进行有效的运行维护管理。
        1智能运维技术的现状
        目前,光伏监测的共同方案是配置一套局部监测,功能相对较弱,只有实现对各电厂的单独监控,不能使集团投资者及时和全面的了解投资和建设所有电厂信息。电站运行统计数据缺乏,统计数据往往以电子文档形式提交管理者,不利于管理者直观分析。传统电站监控系统还无法及时、准确地发现电站故障信息,通常由运维人员从本地监控平台上读取、申报,人力成本投人高、故障响应速度慢,严重影响光伏系统发电收益。一些光伏电站建设地点偏远、运维人员经验不足、运维操作不规范,易引发安全事故。基于光伏运维云平台的光伏电站运维管理系统—一1 5 01二l C ou d将云存储与大数据相结合,引人到电站的管理终端中,可实现1 00(拟+电站接人,便于对所有电站进行集中管控。1 5 0份l Co ud不仅可以建立一个完整的管理平台,规范电力设备管理系统,使用平台构建和发展规范化的操作和维修团队,提高电厂的运行效率,降低发电成本(能源l v e i e l z e d c os t,L C o E),和促进电力设备资产管理的透明度,实时控制发电站的地位,对电厂运行数据进行深度挖掘,支持决策,电力光伏电站,证券化,提高光伏发电厂的资产价值。
        2光伏电站智能化体系
        2.1智能监控
        在智能监控机制中,要想从根本上维护其应用价值,就要对光伏系统中的不同部件进行综合分析,有效发挥相应设备的应用优势,从组件功率优化器输出过程出发,确保能建立组串结构、电缆电参数检测机制等,从而完善开关柜调节至逆变器的效率和应用水平。需要注意的是,结合智能监控项目的应用要点可知,利用人工处理、直升机设备、轨道式红外成像体系和视频监测移动平台就能建立相应的控制系统,利用定时或者是实时前后板监测,相对应的,轨道式红外成像或者是视频监测移动平台主要是利用大型电站组件进行结构处理,将相应支架固定在安装的钢缆轨道中。另外,要建立历史数据库和设备技术参数台账,通过智能监控系统详细分析,发现隐含的缺陷,进行预防性维护,让好的设备更好。另外,结合缺陷单功能,及时建立缺陷单,确保有计划、高效地完成消缺工作的闭环管理,提高设备利用率,保证发电收益。
        2.2智能汇流箱
        目前在集中式光伏电站中,智能汇流箱只具有组串汇流、过流保护及电参数测量功能,不能满足未来光伏组串运行监测的需求;需提高对组串电参数的测量精度,并利用特征波形分析电弧、电缆接触不良故障及定位,对独立或两串并联光伏组串MPPT最大功率进行跟踪。将实时数据通过网络上传等功能的智能汇流箱,可保障组串最大功率输出及故障监测快速定位。将智能汇流箱技术延伸,采用感温电缆与光伏组件、电缆平行无间隙铺设,利用智能汇流箱通过感温电缆实时监测光伏组件、连接电缆的故障点高温度变化,通过视频联动、电站终端报警及快速定位,满足未来智能光伏电站的需求。
        2.3智能材料
        智能材料也是未来光伏电站特征之一,比如:光伏发电量的多少主要取决于光伏组件数量、光伏组件效率、逆变器效率传输损耗、太阳辐照量、环境影响及运维管理。

而组件表面污染是影响发电量的主要原因,主要表现为:遮蔽到达组件的光;影响散热;具备酸碱特性的灰尘沉积在组件表面,长时间侵蚀后板面粗糙不平,有利灰尘进一步积聚,同时增加了阳光漫反射。据测量,在我国西部地区冬季,一个月沉积的沙尘若不及时清扫会导致光伏组件的发电量降低30%以上,损失惊人。到目前为止,国内基本采用人工清理,清理周期基于组件表面污染积累情况而定。由于人工清理劳动强度大,“物理+化学”清理组件表面易受损伤,且不能保证及时清理,由此同样也面临着发电量的损失。一种智能材料在常温条件下通过喷涂在光伏板玻璃的表面,并在光伏板玻璃表面形成一层透明自清洁防护膜,具有可增加光伏组件玻璃透光率、催化分解有机物、超亲水性及防静电的性能,使光伏组件玻璃获得自清洁功能,能有效提高组件的发电量。
        2.4智能光伏组件
        光伏组件本身是功率优化器模块,不同模块能实现独立运行和追踪,能一定程度上改善太阳光电系统在阴影环境中出现的功率损失问题,合理性提高发电效率。在太阳光电系统配置优化器设备后,就能在充分利用电站有效占地面积的同时,强化系统弹性处理效果,也为系统安全性的全面优化奠定基础。
        3光伏电站智能运维发展趋势
        3.1结合新技术、新材料和新设备
        在国家能源发展进程不断推进的时代背景下,为了有效提升电站管理效率,要将安全性、稳定性以及可调度性等作为关键,真正建立多能互补的中高压交流、直流电站。相关部门要结合技术要求,积极克服光伏组件耐压参数,确保其能满足承压要求。另外,结合新技术、新材料和新设备等项目,促进光伏电站智能化运维管理的全面进步。目前,借助集中式光伏电站、组串式光伏电站能有效实现发电功率的提升,主要采取的是若干台汇流设备并联的处理方式,这就会增加电缆应用数量以及传输电流。基于此,相关技术部门要对其进行集中升级和优化,主要是利用最大功率点和MPPT进行集中跟踪,有效整合功率调节机制和高压隔离项目,确保设备能为数据通讯创设良好的环境。在实际操作中,要将光伏组串和模块进行高压隔离输出处理,能借助组串功率单元分析,提升整体光伏组串的耐电压水平,也能建立多个组串之间的再串联,维护高压光伏方阵应用效果。
        3.2全球自动化运维
        除了最初的投资和关注的金额,随着电厂存量的规模的增加,越来越广泛的电厂分布,2 5年的电厂运行和维护生命周期的重要性逐渐增加。数字化光伏电站平台能够为智能光伏电站提供解决方案,提供面向全球的、全流程的智能化管理和运维手段,提升运维效率,降低运维成本,使全球化的运作和维护逐步实现,充分发挥手术效果的规模。全数字发电厂、发电厂,使更简单的操作和维护自动化等创新理念,创造“智能光伏电站智能化、高效、安全可靠的解决方案,最大限度地提高电力控股和管理客户价值。
        结束语
        国家政策推进国内光伏市场快速增长,电站规模朝大型化、智能化方向发展,加剧了光伏电站技术创新的需求。结合新技术、新材料、新设备、新方案及多技术融合,使未来智能光伏电站日新月异,今天的想法则是明天的现实。
        参考文献:
        [1]檀庭方,李靖霞,吴世伟,王涛,张哲,王紫东.基于“互联网+”的智能光伏电站集中运维系统设计与研究[J].太阳能,2017(09):23-28.
        [2]高立刚.大型并网光伏电站集中式与组串式逆变器整体解决方案分析[J].太阳能,2016(02):14-21.
        [3]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.
        作者简介:
        王勤学(1984.12.19--),男,甘肃甘谷人,汉族,大专学历,职称:助理工程师,职务:光伏电站站长,研究方向:电气试验及光伏电站运维,单位:中利腾晖共和新能源有限公司,邮编:813000。
 
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