杜作义
兰州新区配售电有限公司 甘肃省兰州市 730000
摘 要： “十三五”期间，光伏发电站总装机容量已超过2亿千瓦，日常的运行维护工作变得越来越繁琐和重要，依托工业技术的不断发展和进步，研究并应用智能化技术开展光伏电站的日常运维工作，降低生产运维成本，进一步提高效率和提升效益。文章通过对光伏电站运维智能化趋势的研究分析，以期为光伏电站运维发展带来可参考的建议。
关键词：光伏电站；运维；智能化；趋势
1 引言
光伏发电作为清洁类型能源的核心组成部分，对节能减排、减少二氧化碳对全球气候的影响和能源需求保障都贡献了积极的力量。当前，国内光伏电站装机容量已超过2亿千瓦，电站并网的形式多样，有集中式并网电站、分布式屋顶和地面电站、水面电站等。大量的光伏电站建成，给后期日常运行维护带来了巨大的工作量，对人员技术要求依赖程度较高，人为因素对电站的运维质量摆在了突出的位置。大数据、工业互联网等高新技术不断的发展，并逐步应用于光伏电站的日常运维管理中，进一步研究并结合新技术开展运维工作的智能化，将大大提高运维效率、降低运维成本，这将成为其未来发展的重要趋势之一。
2 光伏电站运维现状及方向
光伏电站装机容量、数量在“十三五”时期迅速发展壮大，到2030年，我国承诺清洁能源占比将达到20%，根据该目标，未来还将持续开发建设大量光伏发电项目。电站运维管理水平在很大程度上直接影响着电力运维成本的支出。当前，我国光伏电站的智能化建设、运维水平还不高，仍然还处于体力劳动密集需求的阶段，为了进一步提高日常巡检的全面性、精确性，降低单次巡检时间，规范、准确的记录运维过程中的细节，精准判别并且及时清除故障，全面提升光伏发电站的整体运维以及安全管理水平，对光伏电站开展智能化运维工作，也成为了光伏电站现阶段以及未来较长时间内的发展趋势。如下图1所示，为光伏电站的构成框架。
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图1 光伏电站构成框架
3 光伏电站智能化运维的构成
智能化运维具体所指的是减少人力资源的投入、实现日常工作的高度自动化，同时可以自动探知故障点，并生成简要故障报告，对非永久性故障具有自我修复功能，从而有效的提高发电量，降低运行维护成本，提升电站的整体效益。
光伏电站运维的智能化大致分为自动化、信息化和智能化三个部分，循序渐进，逐步实现。如下图2所示，为光伏电站智能化运维的构成。
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自动化所指的是发电站日常运维中减少人力的参与，在光伏发电系统方案设计和设备及元器件选型时考虑较高的可靠性、应有一定的裕量，不易损坏。一般常规故障应能自动判断，减少甚至不需要专业人员现场开展故障判断，也不需要前往现场开展维修工作。信息系统指高精度智能检测，稳定高效的数据传输，后台数据可靠存储和实时监控。智能化所指的是来自于大数据的问题解析，从而有效实现自主探知问题并且科学开展日常运维工作：基于实时运维数据应用好分享，实现专业工作人员远程的动态化指导；组建专业性运维系统，实现预防性的运行维护，减少故障的发生。
3.1自动化
自动化最为核心特点便是有效削减了运维人员的数量，降低了人为误操作带来的风险，减少了维护工作的成本支出，对于现场所出现的运行问题也不需要相关的专家到达现场处理。然而，现阶段光伏电站传统的运行和维护工作仍然存在成本过高、故障恢复时间长、预防性运维不到位等方面的问题。自动化应首先集中解决针对光伏电站常见的运维问题，再逐步实现智能化。
一是光伏发电系统光伏组件组串回路要有故障自动判断、恢复功能，应能准确的快速定位故障位置，对永久性故障实施快速切除，不扩大故障影响范围，在设计时考虑冗余设计，实现系统自动检测正常并自动恢复正常部分设备，快速投入运行。二是对光伏玻璃、晶硅正常与否的实时自动巡检，特别是出现局部小裂纹、局部点、面温度异常、受压不均衡度异常或超限，应及时发出预警、报警，提醒现场人员检查并消除故障。三是对光伏组件的清洁要自动及时。设置版面清洁度、冰雪覆盖厚度限值，并自动判别覆盖物的类别，启用不同的清扫程序，始终保持光伏板光电转换处于高效率状态。
3.2信息化
信息化是运用信息终端作为解析传输的载体，将大批量的数据借助网络、光电设备开展高效传输，运行成本低且可靠度有保障。在自动化、检测技术、数字化等为前置的条件下，全面的将光伏电站各系统、主要及关键设备和元器件（光伏组件、汇流箱、逆变器、变压器、无功补偿、AGC、高压开关柜、母线、刀闸、断路器、二次系统、光功率预测系统、监控系统等）的信息分类别的汇集处理，并对数据的完整性进行自我判断，对出现数据丢失、传输错误、传输故障等情况进行提示。
3.3智能化
光伏电站运维智能化是立足于自动化、信息化较完善的技术基础上，结合人工智能、专家系统、大数据分析应用、云计算、物联网等新技术来实现的。可以自主对电站日常运维中产生的问题给予科学的处理建议。不可自愈性故障问题自动或人为通过专家系统远程、适时判断，并给出不同的处理意见，同时存入云端数据库便于为以后类似故障消除提供参考，条件成熟时，还可以考虑把故障修复所需的备品备件信息自动联络到相关推荐的供应商，快速提供备件恢复设备运行。对气候突变、设备局部异常趋势等开展判断，自动启动预防措施。光伏电站的智能化运维，减少了人工对各个系统的干预和判断，提高了日常事件响应的准确度和效率，降低了人工技术的依赖程度和误判的不利影响，从而实现人员少、故障低、故障恢复时间快、发电效率高的、安全可靠的智能化运维模式。
4结语
科学技术的突飞猛进，促使光伏行业技术与运维管理不断成熟和完善，光伏电站的日常运维也出现了多样化的特征，但主流目标和方向都是一致的，那就是“降本提质、安全高效”。在此目标的引领下，光伏电站运维智能化的探索和应用自然的就出现在众多关联企业的面前，因此运维智能化也必将成为光伏电站运维领域发展的全新趋势，并逐步向智慧化方向发展。
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作者简介：杜作义（1982年11月），男，汉族，四川宜宾，大学本科， 工程师，现就职于兰州新区配售电有限公司 ，从事新能源项目开发、建设、运营管理和增量配电改革及电力市场研究工作。