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光伏电站智能化运维技术的分析与应用陈垒垒

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：陈垒垒

[导读] 摘要：近年来，随着科学技术的快速发展，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。

        （肥城市天辰光伏发电有限公司山东省泰安市 271600）
        摘要：近年来，随着科学技术的快速发展，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。本文简要分析了光伏电站智能化体系，并对其智能运维发展趋势予以讨论，仅供参考。
        关键词：光伏电站；智能化；运维技术；应用
        引言
        在传统能源日益衰竭的情况下，新能源发电行业不断发展，光伏电站不断涌现。然而，目前国内光伏电站运营管理水平远远满足不了规模不断扩大的需求，管理水平的欠缺逐渐成为制约光伏电站发展的重要因素。光伏电站要不断提高运行效率，缩短运行巡检时间，对各项操作进行全面的记录管理，发现故障隐患及时消除，从而提高整体运维管理水平，改善内部治理结构，促进经济效益的提升。
        1光伏电站的概念
        光伏电站是利用太阳能资源发电的发电系统，主要由太阳能电池矩阵、电池组、控制设备、逆变器设备、太阳能跟踪控制系统等设备组成。该系统可与其他电网连接实现电力传输，为环境保护做出了巨大贡献。光伏电站是目前我国最受鼓励的电力之一，绿色能源发展项目。太阳能光伏发电厂一般分为两种建设形式，一种是独立发电系统，另一种是并网发电系统，两者的区别在于前者包含电池而后者则不包含电池。目前太阳能发电大多是指光伏发电方式。
        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智能汇流箱
        在集中式光伏电站中，智能汇流箱能有效发挥其电参数测量优势，实时监测光伏组件串电气量，并能有效起到过流等保护作用，但是，在光伏组串运行监测方面，其整体布局和技术性能还有待提高。相关技术部门要提升系统的组串电参数，合理性完善测量精度管理效果，有效利用特征波形对电弧以及电缆接触效果进行判定，从而维护最大功率环境下的跟踪效果。其次，应完善汇流箱自身检测分析、故障判断、报警功能，一方面能够判断、识别自身故障，另一方面能够检测分析组件串故障，这样就方便运维人员及时发现并处理故障。最后，在实施数据管理和网络控制机制中，也要对智能汇流箱进行技术延伸，利用感温电缆和光伏组件提高温度变化的控制效果。
        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智能材料
        对于光伏电站智能化运维体系来说，智能材料是构建整个体系的基础性元素。在目前光伏电站的发展实际中，智能材料主要用于喷涂在光伏玻璃的表面，发挥着提高玻璃透光率的性能。智能材料的运用能够在光伏玻璃表面形成一层透明的保护膜，在某种程度上来说，智能材料能够有效分解玻璃表面的有机物，提高玻璃的自动清理性能，节省人工成本，提升光伏组件的运行效率，从而提高电站的发电量，满足人们生产生活的实际需求。

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        2.5瞬时功率预测
        光伏电站主要依托太阳能资源进行发电，运行过程容易受到气候条件等因素的影响，影响发电输出功率，造成运行的不稳定性。因此，有关部门要结合当地光伏电站的实际情况，加强对电网调度工作的监督力度，提高辖区内电力系统检测网络的覆盖面。比如，可以对光伏电站上空的云层进行详细研究，统计云的数量、厚度、灰度以及气候风向等条件的变化情况进，结合现代技术，对云图像的详情进行视频分析，从而准确判断出云的移动速度。同时结合统计数据，详细预测当地光伏电站的运转功率，分析运转情况，有效提高监督管理水平。
        3光伏电站智能化运维技术发展趋势
        3.1建立健全的运维计划
        首先需考虑运维系统的整体管理，电站运维管理中需对管理过程中的计划进行讨论。计划中需包括上网电量的预算、发电量的预算以及运维管理过程中出现问题的抢救措施预算等。这些计划都要经过相对应的申请、审批、批准后才能按照计划进行有效落实。只有根据科学计划严密实施才能保持数据可以有效的利用。总的来说，光伏电站的有效管理需建立在完善的运维管理计划基础之上。
        3.2培养优质的运维团队
        运维队伍主要包括线上客服队伍和线下实施队伍，运维服务内容包括用能监控管理、设备运营整修、打包售后服务以及客户投诉处理等，光伏电站智能化运维就需要有专业运维队伍进行实时的监控，一旦发现问题出现就需进行及时维护。当客户有投诉时应立即处理好客户的问题及时抢修相关问题。总的来说，只有不断完善服务体系，形成一个较为专业化的服务团队，才能满足客户的基本需求。运维团队的专业化不仅能提升企业的经济效益，还可以树立企业良好的形象。
        3.3深入光伏电站的数字化、自动化
        针对光伏发电需要智能化、高速化、自动化改革，由于常规逆变器不仅是发电部件，也是综合电力变换、数据采集、在线分析、远程控制的智能控制器。针对现有低速传输通道进行改造升级，保证电站能够进行视频、语音通信，提高交流的有序性，将采集到的信息上传至云存储服务，利用大数据分析直观的展示光伏电站智能化运维技术的各项数据，便于人员进行分析和后期操作。如AlphaGo技术利用神经元管理模式的数据评测方法借助自动化的管控技术进行管理，从而提高主体工作的功能效益。此外需要更新自动化创新理念，以创造智能光伏电站高效、安全、可靠为原则，不断提高电力控股额、管理客户的价值，推动光伏电站的有序发展，提升电站企业的社会经济效益。
        3.4建立并实行良好的国家政策
        首先，在政策制定方面，国家应调整和完善相应的国家补贴政策，改变原有的单电补贴模式，努力维护市场繁荣，平衡东、西部利益，调整电网一体化政策。分布式光伏项目正确处理了国家电网与光伏发电之间的关系，进一步增强了投资者的积极性。中国已经实现了相互合作，取得了双赢的结果；其次，地方政府还应全面执行国家出资的光伏电站补贴整合政策。它不仅必须进行地面工作，而且还不得违约或实施特定的实现，并且必须与光伏电站的投资者和建筑商充分沟通以进行协调和发展。
        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]王景丹,刘桂莲,等.基于光伏电站的智能化运维知识库的研究[J].电源技术,2020,8.
        [2]赖菲,陈亚鹏,等.深度学习算法在光伏电站无人机智能化运维中应用[J].热力发电,2019,9.
        [3]赵倩倩.基于BPR的光伏电站备品备件管理的研究[D].宁夏大学,2020.