汪世川
中电投新疆能源化工集团阿克苏有限公司 新疆阿克苏 843000
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：能源互联网；智能光伏电站；建设要点
中图分类号：TM75 文献标识码：A
1 引言
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。
2 智能光伏电站的建设
2.1 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。
2.2 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。
3 光伏发电站智能管理体系结构
3.1 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。
3.2 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。
3.3 智能决策层
智能决策层是在生产制造和运维管理操作系统提供的大量数据信息的基础上，开展大数据分析相关的功能的开发设计，可使管理数据信息与生产制造数据信息相融合，为仓储成本分析、智能供应链支持和绩效评估等决策提供辅助性决策参考，提高发电企业精细化管理的水平。智能决策层核心是工业生产信息大数据和运维管理云平台，与监督层结合可对发电站现场所有生产运维要素进行数字化管控，实现数字孪生的目标，将所有的生产制造、运维等管理行为生成数字孪生体。
4 智能光伏电站的运维管理模式
4.1 运行管理
光智能发电站的运行管理主要涵盖运行日志、轮流、设备巡逻和倒门操作管理等相关内容。具体如下：（1）运行日志管理。运维检修后，相关管理人员可通过手机客户端来记录工作设备的运行状态、故障状况、电力信息等，并形成特定的序列号，实现记录的云上传存储。（2）换岗管理。换岗人员提供人脸和语音组成换岗信息，作为操作日志部分，并生成附加序列号，上传云空间存储。扫描换班人运行日志的二维码然后从云上下载并查看，完成替换确认。（3）设备巡逻管理。针对电站设备的日常巡检检测出异常后，提供对应日志和设备序列码，并对设备信息进行设别，获取设备故障位置信息和基本参数，并记录至运维日志，上传云空间存储。同时自动提交检查申请书，进入检查流程。（4）后置门操作。操作人员接受后置门操作的指令进入批准程序，完成批准后，进行后置门操作的操作者接受对应权限的智能键操作设备，并形成对应的操作记录，以运营日志的形式上传云空间存储。
4.2 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。
4.3 光伏发电运行智能综控系统
基于云计算的光伏发电运行智能综控系统融合了智能无线传感器技术、实时无线网络通信技术和数据分析技术，以及整个系统动态变化的可视化技术和故障预测与优化检修技术，实现了环境数据采集、实时监控、故障检测预警、能源调度与分配等光伏电站系统运行智能化的4种功能。基于云计算的光伏发电运行智能综控系统包括6个模块，数据采集模块、数据展示模块、数据发布模块、设备故障历史记录查询模块、数据解析模块、综合控制模块，可实现实时了解光伏电站运行状况，满足运行人员日常操作、上级系统或电网调度系统对电站进行监控、业主对电站运行进行管理等需求。系统上位机包含数据采集模块、数据解析模块、数据展示和综合控制模块，下位机包含数据发布模块、故障历史记录模块。
4.4 选择合适的容量和接入方式
当光伏电站以线路最大负荷20%的容量并网时，系统损耗在合理范围，特别是在线路末端并网时，其损耗最优。采取多点、分散并网的方式，系统损耗明显减小，这是因为多点并网时，光伏电站电能就地消纳，减少了集中并网的反向功率。
5 结束语
光伏发电站智能化运维管理利用智能化技术，对发电站生产过程中各要素进行自动化监督控制，如机械设备、人、环境等，实现生产运营管理的最优化目标。本文重点探讨了光伏电站运维细节，包括“互联网+”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。
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