能源互联网与智能光伏电站的建设分析

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年第11期   作者:费标青
[导读] 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。
        费标青
        国网北京昌平供电公司  北京市  102200
        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:能源互联网;智能光伏电站;运行维护;
引言
        在提出建设智能电站时,还未出现光伏新能源发电项 目,随着光伏发电的发展及在智能化发电管理方面的研究, 部分发电企业进行了具体的项目实践,逐渐完善了智能发电 站内涵和目标。在计算机网络、信息技术等各种先进技术发 展的背景下,国家发电企业对智能化发电站进行了深入探 究,提出了将信息技术、通信技术、智能检测技术等基础智 能发展模式,应用到发电站日常运维管理中,不断提高发电 站生产管理的效率,为实现发电站高效、安全、节能环保的 目标奠定技术基础。在具体实施上,可构建发电站智能化运 维管理体系,该体系由智能设备层、智能控制层、智能生产 监管层、智能管理层构成,该智能化管理体系具有自适应能 力强、自我恢复能力强、自我学习与自组织能力强的特点。 随着先进信息技术的发展进步,不断扩大了发电站生产运行 管理范围,提高了发电站自动化、数字化和智能化的水平.
1基于互联网的智能光伏电站
        (1)实现大数据传输、设备全面升级优化。 针对光伏电站优化建设局面的关键就是要充分考虑 后续的电站运营和维护情况。结合“互联网+”构 建良好的运营方式,以实现光伏电站智能化建设。 对此要求,采用互联网技术,结合大数据手段,对 整个电站相关设计参数数据进行分析处理,从而有 效优化建设局面,并同时优化整个电站的运营维护 状况,对整个电站区域进行安全现状分析,分拣系 统中的低效高危设备部件,进行有效的安全隔离或者替代,从而促进电站运营安全高效。 (2)监视数据。我国的光伏电站多建在人口 稀疏的荒漠地带、海洋区域。这种电站建设现状造 成了日常设备的巡检和故障诊断压力负担倍增。 当然随着“互联网+”理念的提出,依托互联网技 术,为实现电站的远程智能监控提供了可能。在这 一技术的背景下,依托智能化技术进行自动化的日 常巡检,有助于降低运营难度和车本,同时提升电 站运营稳定性和安全性。
2智能光伏电站的运维管理模式
        2.1光伏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建立光伏电站信息化管理系统
         根据光伏电站建设规模利用数字化信息技术建 立起数据库,数据库主要包括两个方面,一方面是光伏电 站基本信息:气象地理资料、电站建设规模、建设单位、设 计单位、建设时间、竣工时间、电气设备基本参数等;另一 方面是光伏电站动态信息:各个子方阵汇流箱开路电压、 短路电流;各个子方阵逆变器输入输出电压、供电情况、 累计发电量;光伏电站总体输出电压、供电情况及累 计发电量等。


        2.3加强光伏电站运行控制,完善配电网继电保 护
        在前,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。
        2.4智能电站操作系统部署
         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。
        2.5建立智能配电网系统
        光伏电站给配电 网安全运行和电网的调峰带来严峻考验,特别是 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 光伏电站创造有利的技术条件和环境。
        2.6维护管理
        光智能电厂的维修管理主要涉及在 线故障诊断和处理、预防性修理诊断和处理、敏感 设备的警告诊断等相关内容。具体如下:(1)在线 故障诊断和处理。通过对对应区域的故障信息的收 集和整理,进行初步故障在线诊断。而相关运维人 员则可以依托客户端通过对应的初步诊断结果和故 障参数进行线上故障断定,并同时进行故障排除方 案设计,一次通知现场人员排查。故障处理后,检 查过程结束,将结果记录在手机客户端中,并上传 到云存储设备中。(2)预防维修诊断和处理。通过 大数据技术对获取的电站设备运行状态、故障记录 等信息进行深度挖掘,以此有效确定和预测设备故 障点和老化趋势,并通过相关技术信息汇总形成预 测方案。由此作为依据,在修理任务到期前督促修 理人员做好检查准备。(3)敏感设备的报警诊断和 处理。电气所识别敏感设备后,将设备保护值固定 在云处理相关程序上,通过对电厂实时监控收集的 数据进行分析,实现发生偏差时的报警功能,运输 业者将设备操作及时确认故障点有助于切断设备, 防止设备损坏和故障扩大。
结束语
        光伏电站运营的主要工作是光伏电站运行维 护,电站运行效率和实际效果关系到光伏电站运行 稳定性、安全性、可靠性;直接影响到电站发电量,只有 建立完善的管理制度,完善的人员培训方案,完善的运 行维护制度,才能切实提高运行维护质量,有效提高运 行效率。
参考文献
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