DQZHAN技術(shù)訊：基于物聯(lián)網(wǎng)的光伏電站運(yùn)維云平臺(tái)的研究

 摘要：文章在對(duì)目前光伏電站中應(yīng)用智能運(yùn)維技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行介紹之后，分析此智能運(yùn)維技術(shù)在光伏電站中應(yīng)用的重要作用，并分析此技術(shù)應(yīng)用對(duì)于光伏電站未來(lái)發(fā)展所起到的作用以及未來(lái)發(fā)展方向。

引言

  近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)于電能的需求在快速增長(zhǎng)，同時(shí)由于環(huán)境治理形式更加嚴(yán)峻以及能源危機(jī)日益嚴(yán)重，我國(guó)也加大了對(duì)光伏電站等新能源電站的建設(shè)力度，表現(xiàn)出光伏電站數(shù)量的不斷增多以及建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。同時(shí)隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步，在提高光伏電站發(fā)電量的同時(shí)，也推動(dòng)了光伏智能運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。文章就針對(duì)此技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和相應(yīng)的管理技術(shù)及其發(fā)展方向進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

1、智能運(yùn)維技術(shù)現(xiàn)狀分析

  在目前的光伏電站中，通常是通過(guò)一套功能相對(duì)較弱的局部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的配置來(lái)滿足光伏監(jiān)測(cè)的要求，但是此種監(jiān)測(cè)方案只可以實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站的單獨(dú)監(jiān)控，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)將電站投資和建設(shè)的所有信息向集團(tuán)投資者及時(shí)提供。而且在此種方案下，還會(huì)造成電站運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不**的問(wèn)題，將這些數(shù)據(jù)通過(guò)電子文檔的方式向管理者提交時(shí)，也會(huì)造成管理者無(wú)法直觀分析數(shù)據(jù)的問(wèn)題。此外，上述監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行中，針對(duì)電站運(yùn)行中的故障信息也難以及時(shí)和準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)，這就需要運(yùn)維人員在本地監(jiān)控平臺(tái)上進(jìn)行電站故障信息的讀取和申報(bào)，此種方式不僅具有較大的人工勞動(dòng)量和較高的人工成本，而且還會(huì)造成故障響應(yīng)速度過(guò)慢而影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的問(wèn)題。尤其是針對(duì)通常建設(shè)在偏僻地區(qū)的光伏電站來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行中還容易由于運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)不足以及操作不規(guī)范而導(dǎo)致出現(xiàn)**事故等問(wèn)題。

  針對(duì)上述光伏電站的監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀，結(jié)合目前先進(jìn)的大數(shù)據(jù)、云存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等在光伏運(yùn)維云平臺(tái)上搭建起光伏電站運(yùn)維管理系統(tǒng)，在光伏電站的管理終端中應(yīng)用上述系統(tǒng)，可以通過(guò)100GW+電站接入來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所有電站的集中管控。此外，通過(guò)此管理系統(tǒng)的應(yīng)用，可以確保在完整的管理平臺(tái)上開展電力設(shè)備的管理工作，保證此工作的規(guī)范性，而且還可以在此平臺(tái)上進(jìn)行規(guī)范化的操作和維修團(tuán)隊(duì)的構(gòu)建和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)電站運(yùn)行效率的提升以及運(yùn)行成本的降低。同時(shí)，通過(guò)此系統(tǒng)的應(yīng)用還可以提升電力設(shè)備資產(chǎn)管理的透明度，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電站地位的實(shí)時(shí)控制，在深入挖掘電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的同時(shí)，作為決策的重要依據(jù)，推動(dòng)光伏電站資產(chǎn)價(jià)值的提升。

2、智能運(yùn)維管理技術(shù)分析

  在光伏電站中應(yīng)用智能運(yùn)維管理技術(shù)，可以在電站運(yùn)行中，從時(shí)間、空間、設(shè)備等多個(gè)維度上開展監(jiān)控工作，重點(diǎn)是可以開展維護(hù)、管理、分析、判斷以及評(píng)價(jià)和報(bào)警等管理工作，而且在上述分析時(shí)重點(diǎn)以光伏電站的績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)開展。具體地說(shuō)，通過(guò)此技術(shù)的應(yīng)用，一是可以對(duì)光伏電站的建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行判斷，重點(diǎn)是分析判斷其建設(shè)質(zhì)量是否滿足標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)計(jì)要求。二是可以對(duì)電站運(yùn)行中的隱患進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行匯總向業(yè)主及時(shí)進(jìn)行報(bào)告，而且在此結(jié)果的基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)故障的類型和位置進(jìn)行分析和確定。三是通過(guò)此技術(shù)所獲取的數(shù)據(jù)，還可以結(jié)合地理環(huán)境和氣候特點(diǎn)來(lái)對(duì)發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)，然后在預(yù)測(cè)結(jié)果基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)較佳的阻塞程度和耐受性的除塵方法進(jìn)行確定，較大化地縮短經(jīng)濟(jì)周期以及降低成本，實(shí)現(xiàn)收益的提升。四是將此技術(shù)與未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)信息共享進(jìn)行結(jié)合，在綜合分析電站信息以及氣象數(shù)值預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)局部瞬時(shí)功率以及未來(lái)時(shí)間的發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)能量調(diào)度精細(xì)化程度的提升。五是通過(guò)此技術(shù)來(lái)向運(yùn)行、檢修以及管理人員提供更為完整的數(shù)據(jù)和差異化、便捷的服務(wù)。六是通過(guò)此技術(shù)提供的數(shù)據(jù)，便于后續(xù)開展光伏電站的設(shè)計(jì)建設(shè)、設(shè)備的規(guī)劃以及新設(shè)備的接入，同時(shí)也為系統(tǒng)和設(shè)備的維護(hù)、更新以及故障早期預(yù)判等提供依據(jù)。

3、智能運(yùn)維技術(shù)的發(fā)展方向

  物聯(lián)網(wǎng)是因?yàn)樗梢越⑽锱c物之間的連接，并在基本的Internet框架共享和擴(kuò)展信息。因此，可以不受限制地在終端操作中建造和使用設(shè)備和設(shè)施，并且可以以完全自動(dòng)化的方式執(zhí)行相關(guān)操作。訂單下達(dá)以及參數(shù)分析和處理。它在分析電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和較大程度的剃刮方面具有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。以多設(shè)備智能為代表的智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也在逐步建立。這些將在下面分別討論。

3.1針對(duì)智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

  輸變電設(shè)備須對(duì)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢查并對(duì)相關(guān)關(guān)鍵組件進(jìn)行壽命測(cè)試。其中，智能和自動(dòng)化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架的使用可以持續(xù)依賴計(jì)算機(jī)技術(shù)的更新和相應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的改進(jìn)，從而在長(zhǎng)期發(fā)展的基礎(chǔ)上騰飛智能網(wǎng)絡(luò)的功能。

3.2在輸變電設(shè)備狀態(tài)中的運(yùn)用

  輔助鏈路中傳輸和電力變換設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)以及相關(guān)的維護(hù)工作主要是基于感知層來(lái)完成相應(yīng)的程序。其中，在塔和其他設(shè)備中實(shí)現(xiàn)并安裝了不同類型和類型的傳感器。收集當(dāng)前傳輸線不同工作條件下的特征參數(shù)，并通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)和分析。根據(jù)作者的意見，相關(guān)輸電線路的在線監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)已經(jīng)能夠完全編制高海拔準(zhǔn)時(shí)參數(shù)，例如風(fēng)向偏差監(jiān)測(cè)，圖像和視頻監(jiān)測(cè)以及微氣象監(jiān)測(cè)。

  目前，電源主要依靠太陽(yáng)能，其他研究機(jī)構(gòu)對(duì)高壓電磁能的提取進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)效果不理想。因此，有必要從新的角度出發(fā)，提高高溫和低溫下的能量存儲(chǔ)容量，并優(yōu)化電源模式以提高整個(gè)系統(tǒng)的電源容量。其次，監(jiān)視變壓器設(shè)備的狀況。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與變電站配置中的智能兼容，因此，在實(shí)際應(yīng)用水平上，應(yīng)以電廠的智能運(yùn)維為指導(dǎo)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行推廣。成本可控，操作維護(hù)方便。感知層主要反映在過(guò)程層中，因此應(yīng)用層須對(duì)應(yīng)于工作站的控制層。

3.3輸變電設(shè)備全壽命的周期管理

  基于長(zhǎng)期利益，基于多種因素的資產(chǎn)計(jì)劃和設(shè)計(jì)將基于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益而減少資產(chǎn)生命周期的成本。電網(wǎng)資產(chǎn)的生命周期管理是為了實(shí)現(xiàn)**管理，因此實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)管理的結(jié)合。根據(jù)中國(guó)的基本國(guó)情，分析了工業(yè)市場(chǎng)中電網(wǎng)公司的技術(shù)和市場(chǎng)特征。通過(guò)不斷總結(jié)實(shí)踐管理經(jīng)驗(yàn)，以滿足新的發(fā)展需求。此外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用還可以監(jiān)視能源設(shè)備的全景狀態(tài)信息，并關(guān)聯(lián)其屬性以評(píng)估其使用壽命，從而為其周期成本和其他條件提供較有效的輔助功能。同時(shí)，您還可以有效地關(guān)聯(lián)能源資產(chǎn)的生命周期，從而提高設(shè)備診斷過(guò)程的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。它還有利于科學(xué)管理的制造和安裝階段。

  在實(shí)際應(yīng)用中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以收集有關(guān)變電站設(shè)備的各種信息，包括環(huán)境和測(cè)試。通過(guò)統(tǒng)計(jì)科學(xué)方法，分析了設(shè)備的現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展因素，以形成基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。通過(guò)使用新的傳感器和其他技術(shù)手段，結(jié)合能量傳輸和轉(zhuǎn)換設(shè)備的狀態(tài)特性，結(jié)合一定的理論數(shù)據(jù)，形成了有效的評(píng)估方法，并建立了完整的文件。