光伏電站智能化運維探析徐赫湖北省

電力勘測設計院有限公司，湖北武漢430000摘要：隨著社會經濟的快速發展及人們生活水平的提高，日常生活生產對電能的需求量日益增大，在這種形勢下，依靠傳統發電技術無法滿足實際需求，會導致資源的枯竭、環境污染等問題。在資源日益緊張、環境問題突出的情況下，應重點發展新能源，我國在新能源方面的探究已取得了較大的進步。常見的新能源包括風能、水能發電、光伏發電等，文章以光伏發電為例，從管理的角度分析如何通過智能化的手段，提高光伏發電站運維管理水平，促進能源與信息的深度化融合，構建高效、清潔的光伏智能發電站。關鍵詞：光伏電站；智能化；運維1光伏電站智能化運維技術概述光伏電站是指一種利用太陽光能、采用特殊材料諸如晶硅板、逆變器等電子元件組成的發電體系，與電網相連并向電網輸送電力的光伏發電系統。早在1969年世界上第一座太陽能發電站誕生于法國，至此以后太陽能光伏發電技術在全球蔓延。光伏電站智能化運維技術主要是采用集中統一的運營管理，減少光伏電站值守人員的投入、實現全自動化無人運行，實現故障的自動發現、自動診斷和自動修復，結合無線通信網絡中的云計算對大數據進行有效的分析，讓電站的運維管理變得簡單化、標準化、專業化、科學化。總的來說，光伏電站運維智能化管理可實現對電站遠程監測和控制、遠程智能運維管理、發電效率分析及優化服務、電站資產的評估等，可提高發電效率、減少維護成本、增加系統收益，給光伏電站的安全、智能發電，高效方便打下堅實的基礎。2光伏發電站智能運維管理體系結構和系統部署2.1光伏發電站智能運維管理核心光伏發電站智能運維管理體系的核心是智能化，包括利用人工智能等智能化理論和技術方法，處理信息與相關問題，包括模擬、虛擬建模等功能，具有主動性、機動性、自我診斷、自適應和自我調整等能力。智能設備層突破了已有儀器設備與控制裝置，可全面采集生產現場的信息數據，并對收集的信息進行診斷，全面感知的能力較強。智能控制層則突破現有DCS系統，可采用多種復雜的計算方式進行數據處理，并對數據處理存在的誤差進行自我修正。智能監管層突破了現有安全儀表控制系統，可對設備的運行進行多方面的分析，同時其靈活性較強，具有擴展功能和自我協調的能力。智能決策層具有較高的學習和適應能力，通過與環境的互動不斷優化自身系統，并與環境不斷適應。2.2光伏發電站智能運維管理體系結構（1）智能設備層智能設備層與光伏發電站生產運維的各要素緊密結合，是實現物理世界與虛擬世界高度融合、合作的關鍵，是數字孿生技術在發電站管理中應用的關鍵。進行智能設備層構建時，采用先進的測量技術，使發電站所有設備的狀態數據、工藝參數、環境等各種數據信息轉變為數字信息，并通過自我判斷進行處理與傳輸。在其他控制決策層的指示下，準確分析與傳遞相關發電站生產和運維管理中的信息，實現最小干預的閉環式控制管理。（2）智能控制層智能控制層可對發電站各環節、各工藝過程進行智能化控制，通過建立相關物理實體行為與規則模型，利用DCS模塊的高級算法程序構建自適應控制、診斷預測控制、模糊控制、神經網絡控制等具體程序。結合智能設備層采集的信息數據、智能監督層的指示，制定發電站安全運行及滿足環境、技術、經濟指標要求的日常運維管理指南，在確保發電站生產滿足實際要求的基礎上，提高發電站運維的安全性，實現經濟和環境雙重目標。智能監控層智能監督層的作用是對發電站設備資產進行智能化管理，對發電站生產過程與管理數據、信息數據采集和工廠能效基準與評估、運維管理、設備狀態管理、設備遠程診斷等功能進行監督管理。發電站工廠進行閉環式管理時，可建立設備物理模型與運維規則模型，對設備資產等物理實體的虛擬模型進行監督控制。智能監督層接收的信息主要包括控制層的生產實時數據、設備層的現場實時信息、決策層的執行策略等。2.3智能發電站操作系統部署基于數字孿生技術的發電站智能化運維管理操作系統的部署，應在云計算、大數據、物聯網等技術的基礎上生成信息系統和相關設施。在工業生產信息化大數據平臺信息系統中，利用現場設備維修與信息系統進行設計開發，建設智能發電站。利用數字孿生構建智能發電站生產運維管理實體模型，該模型對發電站生產運維進行模擬決策，達到高效、安全、人機協同、智慧決策的目標。光伏智能發電站操作系統部署時，以企業級大數據中心為核心，根據智能設備層、智能控制層、智能監督層、智能決策層、發電站實際情況進行部署和優化調整。智能設備層主要部署先進的監測設備，并對生產過程各個環節進行精細化測量和監督控制，結合智能機器人完成高強度重復性操作和高風險的操作。智能控制層。綜合考慮發電站安全、經濟、節能環保等控制要求，重點完善環保優化控制算法與操作系統。對于部分設施可通過智能化監控操作系統部署，實現無人化操作、發電機組的自動化啟停。智能監督層主要負責監督生產流程和設備設施，加強預測報警，完善安全準入操作系統的維修保養工作，改善現場設施健康技術參數等。3光伏電站自動化智能化運維的發展方向新能源建設是當前社會發展的潮流，而且光伏電站正在不斷的進步與發展，因此保障光伏電站安全穩定運行的前提下提高其自動化和智能化運維管理至關重要。目前光伏電站依舊存在著組件耐壓參數較低等問題，因此需要不斷提高組件的耐壓程度，以此來提高光伏電站的承壓能力。而且隨著互聯網技術、大數據、物聯網等技術的廣泛應用和發展，這些方向也必將稱為未來光伏電站自動化智能化運維管理的發展趨勢。3.1物聯網物聯網技術中的遠程抄表技術是光伏電站智能化運維的一大發展趨勢，遠程抄表技術能夠更好的實現光伏電站各個設備的全方位監測，能夠提高電站中的各個設備在復雜環境中的運行穩定性，同時還可以對整個電站的體系結構進行優化，并大幅提高電站的發電效率。對于遠程抄表系統中的嵌入式系統而言，主要采用的方法是無線傳感網絡，這種方法不僅能夠有效滿足遠程抄表的目的，同時及智能化和微型化的特點使得電站的監測數據更加可靠。3.2大數據大數據可以對光伏電站的智能化運維提供兩大幫助。首先大數據可以建立各個電站之間的轉運數據信息庫，專業研究人員可以根據這些數據對光伏電站進行更好的研究，從而不斷促進光伏電站的自動化智能化運維管理水平。其次大數據通過利用通信技術、計算機軟件等技術來對光伏電站進行監測，從而實現電站運維的數字化和智能化。3.3互聯網互聯網技術的運用，能夠推動光伏電站實現對數據的采集、計算和處理，尤其是實現對天氣狀況的實時監控，及時發現電站運行的潛在故障并消除。互聯網技術的應用還能實現光伏電站的一鍵體檢、自動巡檢等服務，滿足不同業務的發展需求，提高任務處理效率，減輕電站管理的壓力。結束語：在光伏電站智能化運維管理過程中，采用專業運維隊伍和有效運維計劃以及高效維修技術是對于光伏電站高效運轉的重要保障。光伏電站應用了智能化運維技術，一方面可實現發電端的智能化運營維護，降低維護成本；另一方面可對處于運行狀態的設備進行預防性報警，增強客戶的電站運行和產