徐赫
湖北省电力勘测设计院有限公司，湖北 武汉 430000
摘要：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。
关键词：光伏电站；智能化；运维
1光伏电站智能化运维技术概述
光伏电站是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。早在1969年世界上第一座太阳能发电站诞生于法国，至此以后太阳能光伏发电技术在全球蔓延。
光伏电站智能化运维技术主要是采用集中统一的运营管理，减少光伏电站值守人员的投入、实现全自动化无人运行，实现故障的自动发现、自动诊断和自动修复，结合无线通信网络中的云计算对大数据进行有效的分析，让电站的运维管理变得简单化、标准化、专业化、科学化。总的来说，光伏电站运维智能化管理可实现对电站远程监测和控制、远程智能运维管理、发电效率分析及优化服务、电站资产的评估等，可提高发电效率、减少维护成本、增加系统收益，给光伏电站的安全、智能发电，高效方便打下坚实的基础。
2光伏发电站智能运维管理体系结构和系统部署
2.1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。智能监管层突破了现有安全仪表控制系统，可对设备的运行进行多方面的分析，同时其灵活性较强，具有扩展功能和自我协调的能力。智能决策层具有较高的学习和适应能力，通过与环境的互动不断优化自身系统，并与环境不断适应。
2.2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。
（3）智能监控层
智能监督层的作用是对发电站设备资产进行智能化管理，对发电站生产过程与管理数据、信息数据采集和工厂能效基准与评估、运维管理、设备状态管理、设备远程诊断等功能进行监督管理。发电站工厂进行闭环式管理时，可建立设备物理模型与运维规则模型，对设备资产等物理实体的虚拟模型进行监督控制。智能监督层接收的信息主要包括控制层的生产实时数据、设备层的现场实时信息、决策层的执行策略等。
2.3智能发电站操作系统部署
基于数字孪生技术的发电站智能化运维管理操作系统的部署，应在云计算、大数据、物联网等技术的基础上生成信息系统和相关设施。在工业生产信息化大数据平台信息系统中，利用现场设备维修与信息系统进行设计开发，建设智能发电站。利用数字孪生构建智能发电站生产运维管理实体模型，该模型对发电站生产运维进行模拟决策，达到高效、安全、人机协同、智慧决策的目标。
光伏智能发电站操作系统部署时，以企业级大数据中心为核心，根据智能设备层、智能控制层、智能监督层、智能决策层、发电站实际情况进行部署和优化调整。智能设备层主要部署先进的监测设备，并对生产过程各个环节进行精细化测量和监督控制，结合智能机器人完成高强度重复性操作和高风险的操作。
智能控制层。综合考虑发电站安全、经济、节能环保等控制要求，重点完善环保优化控制算法与操作系统。对于部分设施可通过智能化监控操作系统部署，实现无人化操作、发电机组的自动化启停。
智能监督层主要负责监督生产流程和设备设施，加强预测报警，完善安全准入操作系统的维修保养工作，改善现场设施健康技术参数等。
3光伏电站自动化智能化运维的发展方向
新能源建设是当前社会发展的潮流，而且光伏电站正在不断的进步与发展，因此保障光伏电站安全稳定运行的前提下提高其自动化和智能化运维管理至关重要。目前光伏电站依旧存在着组件耐压参数较低等问题，因此需要不断提高组件的耐压程度，以此来提高光伏电站的承压能力。而且随着互联网技术、大数据、物联网等技术的广泛应用和发展，这些方向也必将称为未来光伏电站自动化智能化运维管理的发展趋势。
3.1物联网
物联网技术中的远程抄表技术是光伏电站智能化运维的一大发展趋势，远程抄表技术能够更好的实现光伏电站各个设备的全方位监测，能够提高电站中的各个设备在复杂环境中的运行稳定性，同时还可以对整个电站的体系结构进行优化，并大幅提高电站的发电效率。对于远程抄表系统中的嵌入式系统而言，主要采用的方法是无线传感网络，这种方法不仅能够有效满足远程抄表的目的，同时及智能化和微型化的特点使得电站的监测数据更加可靠。
3.2大数据
大数据可以对光伏电站的智能化运维提供两大帮助。首先大数据可以建立各个电站之间的转运数据信息库，专业研究人员可以根据这些数据对光伏电站进行更好的研究，从而不断促进光伏电站的自动化智能化运维管理水平。其次大数据通过利用通信技术、计算机软件等技术来对光伏电站进行监测，从而实现电站运维的数字化和智能化。
3.3互联网
互联网技术的运用，能够推动光伏电站实现对数据的采集、计算和处理，尤其是实现对天气状况的实时监控，及时发现电站运行的潜在故障并消除。互联网技术的应用还能实现光伏电站的一键体检、自动巡检等服务，满足不同业务的发展需求，提高任务处理效率，减轻电站管理的压力。
结束语：
在光伏电站智能化运维管理过程中，采用专业运维队伍和有效运维计划以及高效维修技术是对于光伏电站高效运转的重要保障。光伏电站应用了智能化运维技术，一方面可实现发电端的智能化运营维护，降低维护成本；另一方面可对处于运行状态的设备进行预防性报警，增强客户的电站运行和产出效率，在保证安全的前提下实现收益最大化。
参考文献：
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