光伏電站設(shè)備全過程運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用分析

蔣忠旭

摘要：在光伏電站在運(yùn)行維護(hù)過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注電站設(shè)備的運(yùn)行管理工作，提高電站設(shè)備發(fā)電效率，增發(fā)電量。本文圍繞光伏電站設(shè)備全過程運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用分析展開討論，為光伏設(shè)備運(yùn)維管理工作有序的進(jìn)行提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：光伏電站;設(shè)備全過程;運(yùn)維管理;系統(tǒng)設(shè)計;應(yīng)用分析

引言：

光伏電站建設(shè)、運(yùn)維管理過程中，現(xiàn)場缺乏有效的運(yùn)維管理系統(tǒng)，設(shè)備利用小時數(shù)還有待提高。針對光伏電站設(shè)備運(yùn)維出現(xiàn)的問題，應(yīng)精心設(shè)計光伏電站設(shè)備全過程運(yùn)維管理系統(tǒng)，最大限度提高光伏設(shè)備發(fā)電效率。

1. 某光伏電站運(yùn)行情況以及存在的問題

以某光伏電站為例，該電站建立容量為50MWp的發(fā)電方陣，在發(fā)電方陣內(nèi)由多個電力設(shè)備組成，包括箱式變壓器50臺、逆變器100臺。箱變將低壓升壓到35kV通過線路匯集到35kV母線，通過主變壓器升壓到110kV，通過110kV輸電線路將電能輸送到電網(wǎng)。

但是運(yùn)維過程中，會出現(xiàn)以下問題：一、配置的運(yùn)維管理人數(shù)較少，設(shè)備故障不能及時處理;二、使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式記錄設(shè)備信息，長期存儲后紙張出現(xiàn)老化等情況，紙質(zhì)內(nèi)容字跡模糊，導(dǎo)致光伏電站運(yùn)維管理難度不斷提升;三、存在統(tǒng)計分析問題，許多設(shè)備信息記錄和存儲過程中，未能對設(shè)備信息進(jìn)行分類，并且未能全面記錄信息，無法為運(yùn)維管理工作正常進(jìn)行提供參考依據(jù);四，設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)不能全面一次展示全站所有發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)情況。

2. 光伏電站運(yùn)維管理設(shè)計

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

光伏電站設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)架構(gòu)作為基礎(chǔ)，需要對不同的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計，主要設(shè)計內(nèi)容分為數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)存儲以及功能應(yīng)用等。上述內(nèi)容作為系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計重要的組成部分，要求設(shè)計人員根據(jù)光伏電站實(shí)際運(yùn)行情況，通過調(diào)整運(yùn)行數(shù)據(jù)。此外在數(shù)據(jù)存儲設(shè)計過程中，將實(shí)時數(shù)據(jù)存儲與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲作為設(shè)計的重點(diǎn)，采用關(guān)系數(shù)據(jù)模式等模式，可以快速及時存儲設(shè)備信息。在應(yīng)用功能設(shè)計過程中，基于架構(gòu)平臺，將大數(shù)據(jù)技術(shù)以及其它技術(shù)，應(yīng)用在架構(gòu)平臺中，使架構(gòu)平臺為應(yīng)用功能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用，創(chuàng)造更多的技術(shù)支持體系，其中按照認(rèn)證體系是重要的組成部分，還可以配合使用GIS體系和Storm體系等。應(yīng)用功能會為光伏電站設(shè)備提供多種功能，包括監(jiān)控功能、生產(chǎn)分析功能以及故障診斷功能等。在光伏企業(yè)發(fā)展過程中，利用系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，可以不斷擴(kuò)充運(yùn)維管理體系的連接渠道，使更多的設(shè)備可以接入到系統(tǒng)中。

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)計

進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)計過程中，在運(yùn)維系統(tǒng)的電站內(nèi)，采用公用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，可以使運(yùn)維中心與光伏電站有效的連接，在連接中設(shè)立安全分區(qū)，一旦發(fā)現(xiàn)采集的數(shù)據(jù)存在問題，可以利用安全分區(qū)，將問題數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，保證數(shù)據(jù)采集工作正常的進(jìn)行。在光伏電站中設(shè)立電站終端，通過電站終端成立大數(shù)據(jù)子系統(tǒng)，一方面終端與子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，另一方面終端連接外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，充分發(fā)揮終端的控制作用，實(shí)現(xiàn)主站與外部信息實(shí)時交流的目的。

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲以及管理設(shè)計

系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲以及管理設(shè)計過程中，設(shè)計內(nèi)容分為數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)處理。在數(shù)據(jù)采集過程中，電站終端產(chǎn)生的信息，會實(shí)時進(jìn)入到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，數(shù)據(jù)庫對信息進(jìn)行分類存儲，其中出現(xiàn)問題信息時，數(shù)據(jù)庫會向終端進(jìn)行反饋，終端會及時找出問題發(fā)生的位置以及引發(fā)問題的原因。在數(shù)據(jù)管理過程中，通過運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建大數(shù)據(jù)處理結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)內(nèi)各類信息得以有效的保護(hù)，并且借助大數(shù)據(jù)進(jìn)行信息計算，為光伏電站設(shè)備運(yùn)維管理提供參考依據(jù)。

3. 光伏電站系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用

3.1 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)平臺

進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)平臺設(shè)計時，將VB作為設(shè)計的基本原則，要求設(shè)備管理系統(tǒng)在運(yùn)行時，按照 Excel 錄制宏軟件活期VB代碼，產(chǎn)生的代碼輸入至編輯器中，由編輯器生成運(yùn)維管理模塊，并調(diào)整模塊的屬性，使模塊具備多種存儲功能。

3.2 開發(fā)設(shè)計

3.2.1 利用 Excel 宏創(chuàng)建 VBA 源代碼

使用Excel軟件宏創(chuàng)建VBA源代碼，在該軟件內(nèi)創(chuàng)建源代碼的每個過程，均會詳細(xì)的記錄在軟件內(nèi)，軟件會將不同的源代碼進(jìn)行組合，生成宏VBA源代碼，運(yùn)維管理人員根據(jù)源代碼進(jìn)行光伏電站系統(tǒng)設(shè)計。此外運(yùn)維管理人員可以創(chuàng)設(shè)VBA源代碼環(huán)境，在該環(huán)境內(nèi)，運(yùn)維管理人員可以直接進(jìn)行代碼的編寫工作。

3.2.2 創(chuàng)建系統(tǒng)中的應(yīng)用窗體

創(chuàng)建系統(tǒng)應(yīng)用窗體時，要求應(yīng)用窗體是由多個窗口組成，每個窗口具備不同的功能，其中登錄注冊窗口，向提供登錄注冊功能，其它窗口分為主窗口、詳情窗口以及查詢窗口等，并且設(shè)立方陣窗口、管理窗口等，以便為用戶提供便利的服務(wù)，方便查詢光伏電站設(shè)備運(yùn)行情況。

3.2.3 系統(tǒng)調(diào)試

在對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試過程中，一方面通過調(diào)試，可以優(yōu)化和完善運(yùn)維管理系統(tǒng)，另一方面及時發(fā)現(xiàn)運(yùn)維管理系統(tǒng)存在的問題，針對問題實(shí)施解決措施。進(jìn)行管理系統(tǒng)調(diào)試期間，根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)維人員建議增加和減少功能模塊。在功能調(diào)試過程中，按照運(yùn)維管理程序運(yùn)行實(shí)際情況，將程序內(nèi)每個功能，按照順序進(jìn)行調(diào)試，核對系統(tǒng)數(shù)據(jù)是否正確。

3.2.4 將設(shè)計與現(xiàn)場結(jié)合

光伏電站設(shè)備全過程運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計過程中，將設(shè)計與現(xiàn)場有效的融合，設(shè)備接線圖與現(xiàn)場實(shí)際相符合，防止運(yùn)維人員誤入其他設(shè)備間隔;設(shè)計界面要符合運(yùn)維管理人員需求（例如：一次性能展示所有逆變器運(yùn)行情況的狀態(tài);系統(tǒng)中必須展示重要電氣數(shù)據(jù)、故障信息等，方便運(yùn)維人員根據(jù)根據(jù)故障信息、電氣數(shù)據(jù)等準(zhǔn)備備品備件、工具等，快速處理故障）;系統(tǒng)集中展示基本數(shù)據(jù)（每臺逆變器的發(fā)電量、輻照度、利用小時數(shù)、光照小時，故障小時數(shù)，故障電量等），運(yùn)維人員快速根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行總結(jié)分析哪臺逆變器故障時長，發(fā)電量為什么減少，為下一步運(yùn)維管理計劃提供重要數(shù)據(jù);增加故障分析管理板塊，包含故障內(nèi)容，故障設(shè)備、處理及更換備件、故障時長等重要數(shù)據(jù)，運(yùn)維管理人員可以查詢每天、每月、每季度、每年等任一時段的故障，通過查詢可以看出每年消耗備件及為下一步采購計劃提供依據(jù)，合理庫存，減少資金壓力。方便運(yùn)維人員查看發(fā)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，立即組織人員進(jìn)行故障處理，提高設(shè)備利用小時數(shù)。

結(jié)語：

綜上所述，在光伏電站設(shè)備全過程運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計過程中，針對全過程運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計出現(xiàn)的問題，運(yùn)維管理人員應(yīng)根據(jù)發(fā)電設(shè)備的數(shù)據(jù)，綜合考慮設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)對現(xiàn)場維護(hù)管理系統(tǒng)利弊的影響。運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)維管理人員建議設(shè)計科學(xué)合理的運(yùn)維方案，一方面減少設(shè)備故障時長，增加發(fā)電量;另一方面使運(yùn)維管理系統(tǒng)設(shè)計，有效提高現(xiàn)場運(yùn)維管理工作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]程榮.淺談光伏電站的智能化運(yùn)維[J].煤. 2018（10）：97.

[2]馮相賽.分布式光伏電站運(yùn)維現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].能源與節(jié)能. 2018（04）：536.

[3]張宗獻(xiàn).光伏電站智能運(yùn)維發(fā)展趨勢研究[J].低碳世界. 2019（01） ：68.