刘司兵
芜湖发电有限责任公司 安徽省芜湖市 241000
摘要：能源是国家的命脉之源，关系这社会的和谐稳定和国民经济的可持续发展。当前世界各国将能源作为战略资源，其主要原因在于能源资源是有限的，尤其是以石油为代表的化石能源在人类的大肆开采中已经面临枯竭，同样我国也面临这一严重问题。解决这一问题的关键在于寻找替代能源。光伏能源作为重要替代品，将成为未来能源产业发展的新思考。
关键词：光伏发电站；智能化技术；运维管理
引言
随着社会经济的快速发展及人们生活水平的提高，日常生活生产对电能的需求量日益增大，在这种形势下，依靠传统发电技术无法满足实际需求，会导致资源的枯竭、环境污染等问题。在资源日益紧张、环境问题突出的情况下，应重点发展新能源，我国在新能源方面的探究已取得了较大的进步。常见的新能源包括风能、水能发电、光伏发电等，文章以光伏发电为例，从管理的角度分析如何通过智能化的手段，提高光伏发电站运维管理水平，促进能源与信息的深度化融合，构建高效、清洁的光伏智能发电站。
1光伏电站
随着世界能源形势的紧迫，太阳能以其具备的无穷无尽、清洁环保的特有优势成为能源新宠儿。随着技术的进步和产业发展需求太阳能近年来得到扩张。光伏电站是接通主干电力网，并向电力网输送电力的光发电系统，包含光伏电池阵列、汇流器、交直流防雷配电柜、逆变器、程控计算机、变压器以及升压系统等。该发电原理在于利用半导体面上光发电螺栓效应将光能直接转化为电能的新型能源技术。对应的电力主要由如下多个用途：（1）常规电力无法通达地区以作供应电源，实现当地居民的生活供电，以及为该地区的微波中继系统和通信系统进行供电等。（2）日常生活电子设备的供电，如利用太阳能的充电器、交通要道的太阳能供电的路灯，以及生活广场的区域照明的草坪灯太阳能供电等。（3）并网发电，将分散的光伏电池整理进行汇流，通过逆变和变压处理实现并网发电处理。
2光伏电站对配电网安全运行产生的影响
（1）造成保护误动或拒动。分布式光伏电站并网后，改变了配电网单向潮流状态，当二者容量比足够大时，就会对配电网短路电流分布产生影响，造成线路保护误动或拒动。光伏电站注入功率会使继电保护的保护范围缩小，不能可靠地保护全线路，进而对保护装置的整定和上下级配合产生影响，在其他分支故障时，可能会引起光伏电站所在线路继电保护装置误动。（2）导致电压波动和闪变。光伏电站的输出功率随天气的变化而变化，当输出功率突变时，会造成配电网线路电压波动和闪变；光伏电源在并入与退出配电网系统的瞬间，输出功率的突变也容易引发配电网系统的电压发生波动与闪变。其产生的影响大小与光伏电站的容量、并网位置密切相关。光伏电站并网后，线路电压有所提高。当并网容量超过线路最大负载或线路低谷负荷运行时，线路末端电压将超出规定范围，影响电网安全运行。在配电网中，电压随着负荷的变化而变化。而光伏电站并网后，负荷潮流方向也会不断变化，电压高低更加不易掌控和调整。
3智能光伏电站的建设
（1）电厂智能建设概况。某智能光伏电站在中央控制室辐射范围配置有中央通信基站。此外在光伏电站和设备区配置有5个子基站来优化通信信号的接收和传输，此外依托无线通信技术实现光伏电站的监视信号和控制信号的传输，而此时中央控制室收到前方发来的监视信号和控制信号后再通过Internet传输。与此同时将可公开信息直接通过自动更新的方式备份到云空间。承运商则可在权限许可下依托有/无线网络加载到手机客户端，并通过可视化界面指令输入来实现云存储信息提取，以有效实现对光伏电站的监视和控制。（2）实时数据收集和云计算。一般而言，在光伏电站运营中，通过实时收集电站区域光伏设备状态信号，以实现协助电传保护工作。
当发生故障时，同智能监测设备发出警报信号并进行停机操作，并通知中央控制室进行故障检查。在日常运营中，通过对传感器检测数据进行分析，以确定电厂设备运行情况、故障信息及老化趋势，从而做好故障预警。
4防范措施
（1）加强光伏电站运行控制，完善配电网继电保护。在并网前，详细了解光伏电站发电情况，对其投入、退出以及其功率方向等进行规范、控制和掌握。并网后，当渗透率小于20%时，一般不需要调整配电网继电保护的整定值，当渗透率大于20%时，要根据短路电流的大小来调整继电保护的整定值。此外，要完善光伏电站自身的保护，配置电压、频率和过电流保护，必要时配置逆功率保护。（2）采取灵活多样的调压方式。在光伏发电系统引入静止无功补偿设备、无功发生器等，补偿系统无功功率，提高系统功率因数和改善电压质量；选择有载调压变压器，安装自动调压监测系统，根据系统电压自动调节变压器变压比；调整光伏电源并网位置，尽量选择在线路末端、负荷集中的地点进行并网。并网前，要对配电网系统的电压进行跟踪检测，确保电源的相位、频率达到特定标准再进行并网。（3）建立智能配电网系统。光伏电站并网给配电网安全运行和电网的调峰带来严峻考验，特别是并网后产生的双向电流，对配电网的规划和运行都会产生不利影响。因此，要加快智能配电网建设，通过配电网自动化的应用，自动计算潮流，自动分析隔离故障，为光伏电站并网创造有利的技术条件和并网环境。
5伏发电站智能运维管理体系结构和系统部署
5.1光伏发电站智能运维管理核心
光伏发电站智能运维管理体系的核心是智能化，包括利用人工智能等智能化理论和技术方法，处理信息与相关问题，包括模拟、虚拟建模等功能，具有主动性、机动性、自我诊断、自适应和自我调整等能力。智能设备层突破了已有仪器设备与控制装置，可全面采集生产现场的信息数据，并对收集的信息进行诊断，全面感知的能力较强。智能控制层则突破现有DCS系统，可采用多种复杂的计算方式进行数据处理，并对数据处理存在的误差进行自我修正。
5.2光伏发电站智能运维管理体系结构
（1）智能设备层。智能设备层与光伏发电站生产运维的各要素紧密结合，是实现物理世界与虚拟世界高度融合、合作的关键，是数字孪生技术在发电站管理中应用的关键。进行智能设备层构建时，采用先进的测量技术，使发电站所有设备的状态数据、工艺参数、环境等各种数据信息转变为数字信息，并通过自我判断进行处理与传输。在其他控制决策层的指示下，准确分析与传递相关发电站生产和运维管理中的信息，实现最小干预的闭环式控制管理。（2）智能控制层。智能控制层可对发电站各环节、各工艺过程进行智能化控制，通过建立相关物理实体行为与规则模型，利用DCS模块的高级算法程序构建自适应控制、诊断预测控制、模糊控制、神经网络控制等具体程序。结合智能设备层采集的信息数据、智能监督层的指示，制定发电站安全运行及满足环境、技术、经济指标要求的日常运维管理指南，在确保发电站生产满足实际要求的基础上，提高发电站运维的安全性，实现经济和环境双重目标。
结语
智能光伏电站优势、电厂智能建设概况以及智能光伏电站的运维管理模式相关内容，为当前光伏电站建设提供协助。
参考文献
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