大型光伏电站智能巡检系统的研究与应用

华能澜沧江新能源有限公司石林光伏电站 李元 李帆 付渊

大型光伏电站智能巡检系统的研究与应用

华能澜沧江新能源有限公司石林光伏电站 李元 李帆 付渊

为推动大型光伏电站巡检工作的规范化、管理的科学化和监督的自动化，华能石林光伏电站开展了大型光伏电站智能巡检系统的研究及应用。本文主要介绍大型光伏电站巡检所面临的困难，巡检系统组成及巡检系统功能。

大型光伏电站；巡检系统；缺陷管理；后台管理系统；手持终端

0 引言

随着生产自动化程度和技术水平的提高，组件转换效率的不断提高及价格的下降，以及近几年国家推出的一系列激励政策，带动了很多大型光伏电站的投入运营。以华能石林光伏电站为例，总装机容量100MW，总占地面积约2650亩，含2个升压站、约102台箱变、206台逆变器、1330台汇流箱、50万块组件，仅有8名运维人员。大部分大型光伏电站均面临巡检工作量大、维护难度大、运维人员紧缺等问题。智能巡检系统可提高电站智能数字化管理水平，提高工作效率，同时便于运维人员、外委人员及安保人员的巡检管理、缺陷管理及跟踪管理等。

1 大型光伏电站巡检面临问题

1.1 无法随时掌握巡检员执勤的到位情况。

由于电站巡检有运维人员、外委人员及安保人员，且电站巡检面积大、巡检设备多、管理人员少，无法有效的保证工作人员按计划要求巡检，使巡检工作的质量得不到保证，能否及时发现缺陷隐患得不到保证。

1.2 缺乏缺陷隐患跟踪处理的平台

很多事故都因为隐患得不到及时解决或解决不彻底而造成的，若缺乏隐患跟踪平台，隐患无法有效跟踪管理，则宜导致人员遗漏或缺失隐患处理，从而引起事故的扩大。

1.3 数字化分析管理不全面

对发现的隐患及设备故障无法进行有效的分类统计分析，不利于隐患类型、设备缺陷问题的分析，从而对阶段性的重点巡检工作及设备缺陷管理安排不到位。

1.4 对电站不熟悉的人员，巡检难度较大

由于电站巡检面积大，设备量大并分布分散，若对电站不够熟悉，寻找设备过程中会导致耗工费时。

2 智能巡检系统的应用

随着网络通信技术、全球定位技术、地理信息系统等技术的发展，结合大型光伏电站巡检工作、缺陷管理及信息化管理等实际工作需求，开发适用于大型光伏电站的智能巡检系统，从而推进巡检工作和缺陷管理的规范化、监督和管理工作的智能化、工作效率的最大化。

2.1 智能巡检系统在大型光伏电站的适用性

2.1.1 大型光伏电站对比传统能源电站，设备基本采用平面布置，智能巡检系统是基于全球定位技术而开发的。在定点、定线路的巡检过程中，与全球定位系统相契合，通过卫星地图能全面、直观反映电站全貌。

2.1.2 大型光伏电站设备较多、面积较广、地形复杂。利用智能巡检系统，能够更加准确、快速的定位设备位置，方便制定巡检路线，查找设备故障和缺陷。

2.1.3 大型光伏电站运维管理人员较少，借助现代化的智能管理手段，能够弥补人员不足的特点。同时结合相关生产数据，能够提前对于隐患、故障进行分析评估，有效提升运维管理质量。

2.1.4 大型光伏电站采用传统人力巡检模式效率低、时间长，通过智能巡检系统结合无人机技术的模式，能够较快的完成现场大面积巡检任务，对于一些人工巡检盲区，也是一个很好的补充，省时省力。

2.1.5 大型光伏电站外包工作项目较多，通过智能巡检系统，能够加强外包人员队伍管理。通过对外包人员定位，加强外包工作地点管控，并根据现场工作情况，完善工作周期计划。

2.2 智能巡检系统体系结构

2.2.1 巡检系统包括一个后台管理系统+多个移动手持终端。后台管理系统运行在服务器侧，具备各种管理功能；手持终端可在一段时间范围内独立运行，保存巡检及缺陷数据，可通过USB、WIFI、3G/4G移动通信等多种数据传输方式，将终端存储数据上传至后台系统，并下载后台系统相关数据。

2.2.2 后台管理系统具备实时监控、消息通知、GPS轨迹分析、设备台账、缺陷管理、缺陷流程、缺陷趋势及类型分析、巡检路径及片区、巡检计划、巡检任务、巡检记录及日志、员工考勤、报表管理等一系列功能。并可通过客户端访问系统服务器。

2.2.3 手持终端具备任务管理、数据采集、缺陷记录及处理、路径轨迹、资料查询、数据同步、统计分析等功能。是基于移动GIS功能完成空间数据管理和分析，利用北斗、GPS、GLONASS等系统进行定位和跟踪，再利用手持终端完成数据获取功能，借助移动通信技术完成坐标、采集时间、图形、文字、声音等数据的传输。

2.3 智能巡检系统实现功能

2.3.1 地图展示：由于石林光伏电站依水平地面平铺建设，故系统通过基础天地图及电站图层搭建站内设备地图，并可通过图层开关显示或关闭地图上对应的设备。

2.3.2 实时定位跟踪：在手持终端有网络情况下，巡检人员可实时查看自己的实时位置坐标。GPS的定位数据会定时上传至服务器，管理人员在后台系统或移动终端上进行用户的位置查看，从而达到保障现场作业人员安全、监控管理、绩效考核的目的。

2.3.3 便捷的缺陷录入功能：为提高巡检工作效率，系统搭建完整的缺陷类型库，在巡检或巡查过程中发现缺陷时，可在缺陷类型库内选择缺陷并可拍照、录制语音，且系统会自动记录当前的准确位置信息和发现时间，通过手持终端快速的上报相关信息（缺陷、图形、文字、声音等数据），同时在无网络环境下，手持终端可将采集数据信息缓存在本地，系统在有网络情况下即可自动将数据上传至后台管理系统，数据上传后即可在地图缺陷图层中以警报或设备异常的图标显示。

2.3.4 缺陷管理：通过缺陷管理功能，通过各种条件查询相应的缺陷现场信息，及时掌握缺陷数量与缺陷处理进度及具体情况。为避免缺陷遗漏无人处理，在地图上可通过图层开关显示未处理缺陷图层，点击缺陷图标后可查看缺陷的详细信息。

2.3.5 巡检管理：管理人员或值班负责人根据实际情况规划巡检路线及任务，并在巡检任务生成后，后台管理系统会将巡检任务定时自动下发至对应巡检人员的手持终端上，员工打卡上班后以语音形式提醒巡检任务。

2.3.6 巡检轨迹：自动记录巡检人员的巡检路径，自动生成巡检完成率及其具体巡检情况，管理人员可通过查看实时监控或是查看历史轨迹，能够及时掌握巡检情况。

2.3.7 缺陷分析：依据一段时间的数据开展缺陷趋势分析及缺陷类型分析，为调整巡查工作、设备维护或改造、员工培训等方面提供重要依据。

2.3.8 报表管理：后台管理系统通过巡检情况自动生成巡检报表及缺陷报表，利于相关生产人员管理及分析。

3 总结

华能石林光伏电站智能巡检系统已通过试运行阶段，能够实现标准化、规范化、信息化要求，可通过智能化管理提高巡检水平及缺陷管理水平，大大提高工作效率，同时加强巡查人员及巡查工作的监管，通过缺陷数据的分析，为有效的预防和迅速排除故障提供了有力的保障，最终为提高电站智能化管理水平、提高经济效益等方面提供了有效的手段。