光伏電站的智能運維技術(shù)探討

摘要：智能光伏電站仍處于摸索性前進階段，有明顯的不穩(wěn)定性特征，同時有較大的完善空間，更需加強運維管理。本文主要對光伏電站的智能運維技術(shù)進行闡述，分析智能運維管理技術(shù)及其發(fā)展方向，希望對太陽能電站技術(shù)水平的提升起到積極參照作用。

關(guān)鍵詞：光伏電站;智能運維技術(shù);發(fā)展方向

在電能需求增長的帶動下，我國光伏電站等新能源電站的建設(shè)力度不斷擴大，間接帶動了光伏智能運維技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。但光伏電站的智能運維管理過程復雜繁瑣，還需加強實踐經(jīng)驗總結(jié)，引入先進的運維管理技術(shù)和優(yōu)秀的經(jīng)驗及做法，促使運維管理體系逐步成型和作用得到充分發(fā)揮。

一、智能運維管理技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

智能運維管理技術(shù)在光伏電站運行中應(yīng)用，可從設(shè)備與時間和空間等維度展開監(jiān)控工作，重點圍繞光伏電站的績效評價指標，落實維護與分析及管理和報警等工作。應(yīng)用智能運維管理技術(shù)的優(yōu)勢與意義體現(xiàn)在以下幾方面：可以判斷光伏電站的建設(shè)質(zhì)量，了解建設(shè)質(zhì)量與設(shè)計要求和標準的貼合度;自動監(jiān)測并及時發(fā)現(xiàn)電站運行中的隱患，向業(yè)主匯總檢測結(jié)果，并分析與確定故障的位置及類型;利用運維技術(shù)獲取到的數(shù)據(jù)，結(jié)合氣候與地理等條件特點，合理預(yù)測發(fā)電量的情況，在預(yù)測基礎(chǔ)上確定最佳耐受性和阻塞程度的除塵方法，從而達到降低成本和縮短經(jīng)濟周期的目的;智能運維技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)信息共享，可有效分析氣象數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)與電站信息，結(jié)合大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，預(yù)測局部瞬時功率和未來時間的發(fā)電量，從而實現(xiàn)精細化的能量調(diào)度;利用智能化運維技術(shù)向管理層與檢修層提供數(shù)據(jù)參照服務(wù);依據(jù)智能化運維技術(shù)提供的數(shù)據(jù)，規(guī)范展開電站的設(shè)計建設(shè)、設(shè)備的規(guī)劃和接入及維護、故障早期預(yù)判等工作[1]。

二、智能化運維技術(shù)的各項內(nèi)容分析

1.智能化監(jiān)控

光伏電站的光伏系統(tǒng)的構(gòu)成部件相對多樣化，需綜合分析不同的部件情況，以實現(xiàn)各設(shè)備優(yōu)勢的充分發(fā)揮。首先，通過對組件功率的優(yōu)化，確保主串結(jié)構(gòu)電纜與電參數(shù)及逆變器參數(shù)達標。涉及到智能監(jiān)控項目時，需依托視頻監(jiān)測移動平臺與軌道式紅外成像體系及人工處理等技術(shù)，搭建完善的控制系統(tǒng)。在其基礎(chǔ)上，操作人員利用監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，可完成數(shù)據(jù)臺賬建立與資料總結(jié)等工作，分析監(jiān)控結(jié)果，可及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，通過合理維護減少設(shè)備的故障率，確保設(shè)備始終處于正常運行狀態(tài)[2]。

2.智能材料

在光伏電站建設(shè)中加入智能材料，能夠在光伏玻璃的表面形成透明的保護膜，并起到保護作用，改善玻璃透光率的同時，有強化玻璃自動清理的功能，直接降低了企業(yè)的經(jīng)濟開支，更確保了光伏電站運行的安全穩(wěn)定性。

3.智能光伏組件

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能光伏組件，實現(xiàn)了測量與管理組件能力的集成，監(jiān)測各光伏組件的溫度與電流等運行參數(shù)，再通過智能化云平臺保存與分析監(jiān)測后的數(shù)據(jù)，為光伏發(fā)電系統(tǒng)的有效監(jiān)視提供技術(shù)支撐，便于維護人員及時了解發(fā)電水平。通過報警信號，能夠及時準確的發(fā)現(xiàn)組件的問題及其故障位置。應(yīng)用智能光伏組件可改善的電站的發(fā)電效率，獨立跟蹤各種組件運行情況，更利于實現(xiàn)運維經(jīng)濟等資源的高效利用。

4.瞬時功率預(yù)測

影響光伏電站運作的因素較多，尤其是在發(fā)電過程中，易受到環(huán)境與氣候等因素的影響，促使發(fā)電存在較多的不可控和不確定性因素，還需加強監(jiān)管光伏電站的建設(shè)與運行情況[3]。針對于瞬時功率的預(yù)測工作，利用現(xiàn)代技術(shù)手段實時分析云圖像的數(shù)據(jù)，了解云的移動速度和電站的運轉(zhuǎn)功率，以達到理想的電站運行監(jiān)管效果。

三、智能運維技術(shù)的發(fā)展趨勢

首先，是針對于智能電網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)。及時檢查運行狀態(tài)與測試組件的壽命情況，是確保輸變電設(shè)備穩(wěn)定運行的重要前提。使用自動化與智能化的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架，在計算機技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的發(fā)展帶動下，實現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)功能的不斷拓展和有效運用。其次，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電設(shè)備狀態(tài)中的合理運用。在感知層完成相應(yīng)的程序，能夠?qū)崿F(xiàn)對輔助鏈路中傳輸和電力變換設(shè)備的狀態(tài)檢測和各種維護工作。針對于各種類型傳感器的安裝，收集在傳輸線在各種工況下的特征參數(shù)，利用實時傳輸?shù)姆绞?，展開網(wǎng)絡(luò)注冊與分析的工作。在現(xiàn)代科技的發(fā)展帶動下，輸電線路的在線監(jiān)測業(yè)務(wù)越發(fā)成熟，對高海拔準時參數(shù)的編制與監(jiān)測等工作難度降低。太陽能發(fā)電的研究越發(fā)深入，需要不斷拓展新的研究角度，實現(xiàn)不同溫度下能量存儲容量的不斷擴充，確保系統(tǒng)電源容量與電源模式的逐步優(yōu)化。針對于變壓器設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視工作，智能變電站與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整合，還需在電廠智能運維的引導下合理進行推廣。最后，優(yōu)化輸變電設(shè)備的管理模式，采取全壽命的周期管理方式。資產(chǎn)計劃和設(shè)計工作的展開不能一蹴而就，需從長期利益的角度出發(fā)，并綜合考慮各種影響因素，以實現(xiàn)低資產(chǎn)生命周期成本的有效把控。安全管理與電網(wǎng)資產(chǎn)管理是施行生命周期管理工作的重點。根據(jù)國情與市場特征及技術(shù)特點和實踐管理經(jīng)驗，不斷制定新的發(fā)展目標。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對能源設(shè)備全景狀態(tài)信息的有效監(jiān)視，根據(jù)其屬性合理評估設(shè)備的運行狀態(tài)和使用壽命，以此實現(xiàn)周期成本管理等方面的功能拓展。通過結(jié)合能源資產(chǎn)的生命周期，確保設(shè)備診斷的真實有效性。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過收集變電站設(shè)備的測試與環(huán)境等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，利用統(tǒng)計學等方式，分析設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，通過設(shè)備風險評估，確保智能運維管理方案制定的科學合理性。緊跟時代發(fā)展步伐，本著引進來的原則，積極引入新的技術(shù)手段和傳感器，根據(jù)能量傳輸與轉(zhuǎn)換設(shè)備的狀態(tài)特性，綜合理論數(shù)據(jù)形成合理的評估方式與完整的文件。先進技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了自動體檢與實時監(jiān)控的一體化，故障處理成效加強，電站管理水平不斷提升。

總結(jié)：

在光伏電站智能化運維管理過程中，通過提供專業(yè)的運維技術(shù)保障和運維計劃保障等措施，確保光伏電站高效運轉(zhuǎn)。智能化運維技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用，不僅實現(xiàn)了發(fā)電端運營維護的自動化和智能化水平，維護成本得到了有效控制，同時可預(yù)防性報警設(shè)備運行故障，確保電源運行的效率和質(zhì)量，以此盡快實現(xiàn)收益最大化的發(fā)展目標。

參考文獻

[1]張宗獻.光伏電站智能運維發(fā)展趨勢研究[J].低碳世界，2019，9（1）：50-51.

[2]楊璐.光伏電站智能運維發(fā)展趨勢研究[J].信息周刊，2019（9）：151.

[3]董若飛.光伏電站智能化運維探析[J].設(shè)備管理與維修，2020（1）：2.

作者簡介：李艷華（1989—）女，漢族，內(nèi)蒙古烏蘭察布市人，本科，白城市天禹新能源智慧運維有限公司部門經(jīng)理，助理工程師，研究方向：新能源。