光伏智能电站建设与运维管理的探讨

发表时间:2021/2/3   来源:《科学与技术》2020年第28期   作者:金宝龙1,柳兴军2
[导读] 在当前以电力系统为核心的能源互联网中光伏智能电站属于主要和关键的环节,
        金宝龙1,柳兴军2
        1国家电投集团抚顺抚电能源分公司,辽宁省抚顺市,113008   2国家电投集团东北电力开发有限公司,辽宁省沈阳市,110181
        
        摘要:在当前以电力系统为核心的能源互联网中光伏智能电站属于主要和关键的环节,在光伏智能电站中将互联网技术和新能源发电技术进行融合,不仅可以推动我国环保事业的良好发展,还节约了能源。在当前时代下,光伏智能电站被广泛地应用于可再生的能源中,未来发展前景是比较广阔的,所以相关工作人员在实际工作的过程中要加强对光伏智能电站建设的管理力度和运维的管理力度,保证实际工作的有序进行。
        关键词:光伏智能电站;建设与维护;管理研究
        引言
        光伏能源作为取之不尽用之不竭的天然清洁能源,将在未来的新能源开发中成为首选的新能源,太阳能资源将以其无尽开采、无污染等特性成为未来其他非可再生、污染性能源的替代品,在未来将得到全球各国的重视。而且随着互联网技术的快速发展,大数据时代的到来,在未来发展“互联网+”智能光伏电站将成为光伏发电实现创新性发展的大突破口,关乎未来光伏产业的延续与发展。在日渐信息化、数字化的时代,能否将互联网技术充分利用到光伏能源的开发与建设中,实现互联网与光伏产业的完美结合,将成为未来光伏产业发展的新趋势、新方向。
        1目前现状与发展前景
        随着全球能源形势日趋紧张,对环境造成的破坏日益凸显,太阳能以其取之不尽、用之不竭、无污染等特有优势成为新能源中的宠儿,因而太阳能光伏发电作为一种可持续的能源代替方式,在近几年得到迅速发展。国际可再生能源机构(IRENA)发布最新数据显示,2019年,全球新增光伏装机容量为97.1GW,其中,中国新增装机量约30GW。光伏电站是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统,主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、充放电制约器、逆变器、交流配电柜、太阳跟踪制约系统等设备组成,利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。其产品主要分为三个方面:一是为无电场合提供电源,主要为广大无电地区居民生活生产提供电力,还有微波中继电源、通讯电源等,另外,还包括一些移动电源和备用电源;二是太阳能日用电子产品,如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草坪灯等;三是并网发电,尤其分布式光伏电站并网发电在发达国家已经大面积推广实施。随着光伏发电装机规模的迅速扩大,电站运营管理水平的高低将直接成为影响发电成本的重要因素。目前国内光伏智能电站建设与运营尚处萌芽阶段,为了缩短光伏发电站运行巡检时间,全面记录倒闸操作过程,准确判断并消除故障点,提高光伏电站整体运维和安全管理水平进而提高电站收益水平,本文从智能电站的角度入手,对智能电站的建设及后续运维管理模式进行探讨,为实现无人值守或少人值守电站进而降低运维成本提供参考。
        2光伏智能电站建设与运维管理的探讨
        2.1电站智能化建设的思路
        在进行光伏智能电站建设中,相关工作人员要做好充分的准备工作,明确后续工作的主要思路以及工作方向,从而提高实际工作的有效性,在智能光伏电站中,要在控制室的附近设置通信基站,在光伏区和设备区设置几个子基站,从而加强信号之间的传送以及接收,光伏电站的监控信号和控制信号要通过无线通讯系统来进行有效地传输,当控制室收到信号之后,要通过互联网技术将数据进行自动性的上传,或者是在云储存中进行储存,这样一来相关工作人员就可以根据无线网络中的数据来确定主要的维护方案。一些工作人员还可以通过无线网络和手机客户端在互联网中对信息进行储存以及调取,从而方便对光伏智能电站进行有效的维护以及管理,减少光伏智能电站发生故障的几率和频率。


        2.2数据采集系统内容
        根据电站分区、逆变器、汇流箱等实时监测的功能,系统可以实现对设备在运行过程中各项参数以及基本状态的实时有效监督和控制。除此之外,可以通过各种不同的图例色阶对设备的实际运行状态进行区分,同时可以根据设备的整体位置结构对其进行下钻处理。一般在针对一些不同设备进行集成时,需要对这些设备自身的指标情况进行对比分析,通过对比曲线,可以得出相应指标排序,并且最大限度保证区间筛选的有效性和针对性。在电站量化考核指标的构建和具体利用过程中,其可以提供符合实际要求的对比功能,通过表格、图层等各种不同类型的方式对其进行展示,保证展示的最终效果。电站运行主要指标包括太阳能、电量、运行标、能耗等指标,这些不同类型的指标在考核时,需要根据各个指标中涵盖的内容进行逐一量化,最大限度保证各个指标的运行状态。
        2.3诊断系统
        故障诊断系统主要根据上述设备运行状态相关数据,判断设备的故障情况,根据通过设备电流情况,判断逆变器、汇流箱故障所在,并进行实时检测,对故障时间、消缺状态灯进行实时的记录,以便后期方便査询。另外,可根据不同的设备,设置不同的故障等级,如组串电流一旦髙于额定值或低于平均值时,可发生预警信号,同时设备相关参数越限,通过语音提示、短信、邮件灯形式,通过有关的工作人员。而工作人员,根据不同的语境情况,提出相关的应急预案,应急预案能够快速的解决故障,而且具有一定的针对性。最后,系统还具备人工缺陷功能,能够将人工分析评估的数据录入到缺陷记录,并实时跟踪设备消缺情况,作为技术人员工作量考核的重要质量;与此同时,系统还具有专业的知识库,可对前期的工作情况进行收集整理,方便后期工作人员的检修。
        2.4运行管理
        光伏智能电站运行管理主要包括运行日志、交接班、设备巡检和倒闸操作管理。运行日志管理:运行人员在完成巡检后通过手机客户端记录当班期间的设备运行状态、故障情况、电量信息以及附带照片等,同时生成唯一编号(条形码或二维码),记录后的运行日志上传云储存永久保存。交接班管理:交班人员通过语音输入转换为文字形式的运行日志,同时形成唯一的条形码或二维码编号,并上传云储存;接班人员登陆手机客户端扫描交班人员运行日志的二维码,从云储存下载并阅读后完成交接班确认。设备巡检管理:运行人员进行设备巡检时发现异常,扫描设备编码(条形码或二维码)可识别设备信息(产品名称、型号、厂家、出厂日期、故障历史等信息);针对故障情况拍摄故障设备照片并记录文字说明上传云储存,通过云处理自动记录到运行日志中;同时自动提出检修申请单,进入检修流程。倒闸操作:运行人员接到倒闸操作指令进入审批流程,完成审批后进行倒闸操作;操作人员领取对应权限的智能钥匙对设备进行操作,智能锁孔系统通过视频锁控连锁对整个倒闸操作过程进行监控。操作完毕后,将智能钥匙记录的开启位置、时间、次数等信息上传云储存,经云处理后记录到运行日志中。
        结语
        智能光伏电站作为互联网技术所涉及的新兴领域,由于还有很大技术与经验的欠缺,所以互联网智能光伏电站在建设与维护上还存在很大的不稳定性,目前在我国还没有成熟的经验和技术参考,存在很大的挑战性。我们要从国家政策引导、经济扶助、互联网技术的研究等多角度出发,攻克互联网智能光伏电站从前期建设到后期运维的多种难题,最终实现互联网智能光伏建设的跳跃式发展与进步。
        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.
        [4]陆品桂.富士康科技集团光伏电站智能监控系统设计与实施研究[D].兰州大学,2015.
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