能源互聯(lián)網(wǎng)與智能光伏電站的建設(shè)分析

閆曉紅

（國網(wǎng)河南省電力公司內(nèi)黃縣供電公司，河南 安陽 456300）

光伏發(fā)電站智能化運維管理利用智能化技術(shù)，對發(fā)電站生產(chǎn)過程中各要素進(jìn)行自動化監(jiān)督控制，如機(jī)械設(shè)備、人、環(huán)境等，實現(xiàn)生產(chǎn)運營管理的最優(yōu)化目標(biāo)。覆蓋光伏發(fā)電站全生產(chǎn)運營過程，實現(xiàn)對發(fā)電站的全面感知、協(xié)同優(yōu)化和預(yù)警報警、科學(xué)決策等目標(biāo)。

一、光伏智能發(fā)電站的研究

在提出建設(shè)智能發(fā)電站時，還未出現(xiàn)光伏新能源發(fā)電項目，隨著光伏發(fā)電的發(fā)展及在智能化發(fā)電管理方面的研究，部分發(fā)電企業(yè)進(jìn)行了具體的項目實踐，逐漸完善了智能發(fā)電站內(nèi)涵和目標(biāo)。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息技術(shù)等各種先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的背景下，國家發(fā)電企業(yè)對智能化發(fā)電站進(jìn)行了深入探究，提出了將信息技術(shù)、通信技術(shù)、智能檢測技術(shù)等基礎(chǔ)智能發(fā)展模式，應(yīng)用到發(fā)電站日常運維管理中，不斷提高發(fā)電站生產(chǎn)管理的效率，為實現(xiàn)發(fā)電站高效、安全、節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。在具體實施上，可構(gòu)建發(fā)電站智能化運維管理體系，該體系由智能設(shè)備層、智能控制層、智能生產(chǎn)監(jiān)管層、智能管理層構(gòu)成，該智能化管理體系具有自適應(yīng)能力強(qiáng)、自我恢復(fù)能力強(qiáng)、自我學(xué)習(xí)與自組織能力強(qiáng)的特點。

二、能源互聯(lián)網(wǎng)概述

能源互聯(lián)網(wǎng)是能源和互聯(lián)網(wǎng)的深度融合，各領(lǐng)域?qū)W者均對其做了大量的研究。結(jié)合研究成果，能源互聯(lián)網(wǎng)初步定義為：以電力系統(tǒng)為中心，智能電網(wǎng)為骨干，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算及其他前沿信息通信技術(shù)為紐帶，綜合運用先進(jìn)的電力電子技術(shù)和智能管理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)橫向多源互補(bǔ)、縱向源—網(wǎng)—荷—儲協(xié)調(diào)的能源與信息高度融合的下一代能源體系，同時具有扁平化性、面向社會的平臺性、商業(yè)性和用戶服務(wù)性。

三、基于互聯(lián)網(wǎng)的智能光伏電站

集控中心除具備電力SCADA的數(shù)據(jù)采集、補(bǔ)采、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計、事件告警、控制調(diào)節(jié)等功能外，針對發(fā)電設(shè)備眾多、電站分布廣、管理分散的特點，應(yīng)建立設(shè)備集控模型、分布式實時庫、圖模一體化、統(tǒng)一編碼等技術(shù)，從根本上解決電站遠(yuǎn)程集控中遇到的各種問題，既保證監(jiān)控的實時性，又實現(xiàn)了遠(yuǎn)程集中管理，實現(xiàn)電站無人值守、少人值班目標(biāo)。

建立發(fā)電領(lǐng)域三級（總部、區(qū)域、電站）生產(chǎn)運維管理系統(tǒng)。以“互聯(lián)網(wǎng)+”理念深挖電站生產(chǎn)管理流程，通過智能化信息采集、大數(shù)據(jù)分析處理、云平臺技術(shù)，為發(fā)電企業(yè)量身打造最適合的運營分析、投資決策、生產(chǎn)管理平臺。系統(tǒng)可涵蓋數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)測、運行管理、運營管理、區(qū)域運維、故障診斷、預(yù)警告警、數(shù)據(jù)分析、對標(biāo)分析、量化考核、設(shè)備管理、物資管理、運行評價等全方位的功能，同時系統(tǒng)還可提供引入移動運維移動管理的理念，通過便捷的移動APP，實現(xiàn)真正的隨時隨地、全天候移動運維管理。

建立無人機(jī)智能巡檢診斷系統(tǒng)，基于可搭載熱紅外成像相機(jī)和可見光成像相機(jī)的無人機(jī)，采集發(fā)電設(shè)備運行數(shù)據(jù)信息，針對電站幅員遼闊、地形起伏等特點，利用圖像處理技術(shù)和故障檢測技術(shù)及最新的圖像處理算法，結(jié)合攝影測量技術(shù)實現(xiàn)自動探測灰塵、污垢、裂痕、遮擋、發(fā)熱等異常情況，通報異常詳情及精確位置信息，使電站高效的、智能化的完成巡檢工作。

安全生產(chǎn)智能巡檢管理系統(tǒng)，為現(xiàn)場運維人員提供智能檢測、故障診斷、巡檢防誤、操作指導(dǎo)、應(yīng)急指揮、巡檢記錄、路徑導(dǎo)航、虛擬監(jiān)護(hù)和安全預(yù)警等功能，提高對新能源電站的感知能力、分析能力、行動能力、處理能力和安全防護(hù)能力，打造出新能源發(fā)電行業(yè)的“特種兵”；為中控室和集控中心的管理人員提供遠(yuǎn)程監(jiān)督、巡檢管理、專家指導(dǎo)等功能，實現(xiàn)現(xiàn)場與遠(yuǎn)程實時互動、高度集成的一體化運維巡檢，提高新能源電站運行管理水平。

四、能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求管理應(yīng)用措施

（一）大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用

在電力大數(shù)據(jù)的環(huán)境下，管理層可通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)動態(tài)實時掌握用戶的用電規(guī)律及其相關(guān)信息，并制定出不同響應(yīng)策略的電價，以引導(dǎo)用戶改善自身的用電行為。用戶層則可利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律提取新的知識，得出參與需求響應(yīng)的最優(yōu)決策。

（二）云計算技術(shù)應(yīng)用

電力需求側(cè)管理云平臺集成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型、網(wǎng)關(guān)、云計算分析和處理系統(tǒng)、結(jié)果輸出系統(tǒng)等方面，并作為統(tǒng)一、開放、分布式的服務(wù)平臺提供給用戶。服務(wù)商和用戶通過云平臺的數(shù)據(jù)和計算能力，進(jìn)行電力需求優(yōu)化響應(yīng)的匹配，實現(xiàn)電力流的最佳分配。

（三）負(fù)荷管理優(yōu)化應(yīng)用

在能源互聯(lián)網(wǎng)通訊基礎(chǔ)設(shè)施完善的條件下，用戶之間可通過5G通信技術(shù)實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)用戶的互聯(lián)和信息交互。負(fù)荷管理系統(tǒng)通過用戶的信息、當(dāng)前的電價機(jī)制、電網(wǎng)運行參數(shù)等約束條件進(jìn)行整合和優(yōu)化計算，為用戶制定系統(tǒng)運行優(yōu)化的節(jié)能用電計劃。所有用戶的用電計劃共同構(gòu)成了系統(tǒng)的能源消費計劃，并具備節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、高效等運行特征，從而使得系統(tǒng)的用戶用能負(fù)荷實現(xiàn)最優(yōu)化管理。

（四）能效管理優(yōu)化應(yīng)用

電力需求側(cè)管理中的能效管理就是引導(dǎo)用戶優(yōu)化設(shè)備的節(jié)能水平，提升終端用能設(shè)備利用效率。能源互聯(lián)網(wǎng)具有完善的數(shù)據(jù)收集能力，通過收集和分析用戶的能耗信息，結(jié)合設(shè)備的用戶標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)電潛力進(jìn)行對比評估，提供用戶節(jié)能信息報表和節(jié)能改造經(jīng)濟(jì)效益分析，服務(wù)用戶能效管理決策，進(jìn)而改善用戶設(shè)備，實現(xiàn)能效優(yōu)化管理。

五、結(jié)束語

對風(fēng)電場、光伏電站等新能源發(fā)電站分布分散、運行環(huán)境復(fù)雜、運行成本高、檢修維護(hù)不方便等問題，通過集中控制和集中管理的智能運維技術(shù)，減少了運行、檢修人員數(shù)量需求，提高相關(guān)人員的技能，從而保證設(shè)備運行、檢修質(zhì)量，提高設(shè)備可利用率，為企業(yè)節(jié)能增效。