(三峡新能源曲阳发电有限公司 河北保定 073100)
摘要：近些年，我国的社会高速发展，带动了科学技术水平的进步。在实际的工作实施中因为分布式光伏电站发电系统分布比较复杂，并网点较多，过去使用的传统分布式光伏电站监控系统不能对其进行有效控制，监控的准确性和效率不够高。为适应发展需求，急需构建一个准确性高、效率高的分布式光伏电站远程智能监控系统，基于以上原因，设计了一种分布式光伏电站远程智能监控系统。系统主要由监控模块，感应模块以及计算机群组等组合而成，通过实验，验证远程智能监控系统具有较高的精度和效率。
关键词：大数据；预警；EAM；网格化；智能化；精益
引言
光伏电站存在组件随时间变化性能衰减导致发电效能下降，存在建设期施工问题导致后续设备故障，存在项目选址不当导致发电量与设计预期偏差较大，运营过程中组件受环境影响表面脏污影响发电效能，部分设备老化失效导致故障等问题，光伏电站的运维工作主要解决上述问题。目前光伏电站普遍运维工作有远程监控、报表制作、运行分析、设备维护、故障处理等，这种传统的运维方式存在运营人员专业能力提升较慢、运维效率较低、监控方式简单、智能分析少、运维被动维护、故障后检修等较多问题。加之光伏电站设备数量多、占地面积大，导致光伏设备在发生故障时难以实现精准定位，故障排查时间较长。一些隐性的设备故障，运维人员无法对故障进行前期的预判、无法实现状态检修。光伏电站智能化精益运检管理能够提升运维效率、降低运维成本，提高系统发电量和确保电站运行安全，提升运维质量，在电站整个运营寿命周期实现高收益。
1光伏电站智能化运维的必要性
智能化运维，能够对电站日常运行情况进行分析、判断和评价，使电站设备处于智能化监控状态下，以便及时发现设备隐藏故障，提高电站的运行效率。（1）智能化运维可以实时监测电站的建设情况。智能化运维能保证有关人员对建设工程的实时监控，监测工程质量满足相关标准要求，保证电站投用后正常运转。（2）智能化运维能够发现组件中的隐藏故障。智能化运维借助现代科技对故障位置进行精准定位，并判断出故障的原因和类型，为工作人员提供精准的解决方案，大大提高维修效率，节省人力资源成本，提高电站的运行水平。（3）智能化运维能够对电站周边的环境因素进行详细分析，依托大数据技术，建立完善的环境数据库，并依托数据库资源，制定出合理的防阻塞和除尘方案，节约规划投入成本。
2光伏电站智能化体系
2.1智能光伏组件
智能光伏组件，是指在充分利用物联网技术的前提下，对每块光伏组件的温度、电压、电流等运行情况，以及被阴影遮挡情况进行实时监测，通过智能化云平台对监测数据进行详细分析，及时发现异常组件并进行预警。智能光伏组件的应用，能有效提升光伏电站的运行效率，实现不同光伏组件之间的独立运行和独立跟踪，有效改善阴霾天气环境下太阳光电系统的运行效率，降低光伏电站的运维成本，提高电站运行效率。
2.2搭建光伏电站大数据分析预警系统
光伏电站的数量和规模不断增长，光伏设备管理难度日益增加。其困境在于无法实时捕捉设备运行状态，分析设备故障原因，准确判断故障点，导致设备检修时间较长，损失电量较高。光伏大数据分析预警系统是一种以光伏电站实时数据为基础，通过相似性原理建模技术产生估算值，对设备的运行参数进行实时检测，将实际值与估算值进行分析比较，对设备变化趋势进行判断，对潜在故障隐患做出提前警示，将设备的监测、分析、评估、管理、决策等相关信息流和工作流实时推送至相关专业和部门，实现设备在线监测诊断，根据大数据的分析的结果，预见设备故障，逐步实现状态检修，从而提高光伏场站可靠性，降低检修成本，缩短检修时间。
见下原理图1。由图1显示，光伏大数据分析预警系统是用历史数据建模进行多变量自动关联和模式识别，动态计算设备健康的基准值，在控制系统报警界限内发现故障早期征兆，在设备故障前进行诊断，跟踪和捕捉劣化拐点，及时发现和消除设备隐患，减轻人员进行设备趋势分析和状态监视的工作负荷和压力，提高状态分析的效率和规范性，减少人为监视的随意性，提高各专业处理设备问题和诊断问题的工作效率，保证各专业人员能够集中精力去解决问题而不是寻找问题。通过决策支持信息提高精益化管理。通过事前主动分析评估实现检修优化，提高对效能类指标的重视，计算光伏电站发电效率和各方阵发电效率，通过横向和纵向对比分析和跟踪光伏设备的效率，分析原因，提高光伏设备效能。光伏运维人员通过借助预警系统，能够全面、系统地掌握设备运行情况，及时发现设备问题，最大限度地提高巡检人员的工作效率。
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图1 光伏大数据预警系统原理
2.3智能监控
智能监控系统运行过程中，技术人员要充分结合最新的科学技术，可以利用直升机设备、红外成像、视频监测平台等技术设备建立起完善的监控系统。技术人员要加强对监控系统数据的管理工作，如可以通过总结建立历史数据台账的方式，对监控结果进行详细分析，及时发现设备中隐藏的故障发生点，并进行预防性维护，提高设备的运行性能。此外，技术人员要对容易发生缺陷的故障点进行总结，建立缺陷单，以提高对缺陷的处理效率。
2.4智能运维管理技术
提高光伏电站的智能运维管理技术，可以从两方面着手。一方面，管理人员要从光伏电站的实际操作情况出发，结合当地的市场需求，建立起完善的报警系统、分析系统和判断评价系统，并以这三个系统为基础，建立起一体化的光伏电站内部管理模式，保证电站内部信息的畅通，确保管理人员能够实时对设备规划进行统筹监督，改善光伏电站智能化管理水平，实现经济效益的最大化。另一方面，管理人员要充分结合现代大数据、云计算等新兴技术，构建起电站内部的智能管理系统，通过人工智能等对搜集到的数据进行详细分析，实现电站内部的数据共享、远程指导，保证组件上潜在隐患能被及时发现和处理，提高电站运行的可靠性，实现智能化运维。
2.5推动光伏增效创新业务
针对提高光电转化效率和维护组件清洁的问题进行深入探讨和研究，探索光伏电站超亲水无机自洁涂层技术在电站中的应用，在光伏组件表面形成一层由无机物组成的一种超亲水薄膜，这种薄膜常温即可硬化，与光伏组件表面紧密结合，并且在形成上不会发黄劣化，使组件具有超亲水性、卓越的自洁功能和抗静电性等特性，见图2，能够实现光伏组件的少清洗或不清洗状态，减少组件污秽，使光伏组件保持良好的透光率，以获得较多的太阳辐射。通过长期的数据分析对比，该技术提升了组件的光电转换效率，维持了组件的清洁度，实现2%～3%的发电量提升。
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图2 超亲水性及自洁功能原理图
结语
智能化运维的建立，不仅能提高光伏电站运营维护效率，降低运营维护成本，同时也能对电站的逆变器等主要设备进行实时监控，对可能出现的故障进行预防性报警。智能化运维系统能最大限度地降低电站的能源消耗，提高电站发电效率。随着国家政策的大力推动，光伏行业已经成为促进国民经济发展的主要行业之一，提高光伏电站智能化运维水平，改善发电效率，实现光伏行业的可持续发展，满足国民经济发展的需要。
参考文献:
[1]邵松，曹海英.光伏电站智能运维发展趋势的探讨［J］.中国科技纵横，2017（16）：162-163.
[2]张宗献.光伏电站智能运维发展趋势研究［J］.低碳世界，2019，9（1）：56-57.
[3]唐明，胡勇，何霄鹏，等.大型并网光伏电站监控系统设计与实现[J].电气自动化，2015，37（3）：49-51.