光伏电站智能化精益运检管理浅谈

刘美霞 郑军伟

【摘  要】在全球资源短缺的背景下，国家大力支持新能源技术的发展。光伏发电具有经济性和安全性等诸多优势成为能源转型的方向。本文主要对光伏电站智能化运检管理进行分析和阐述，以期提高光伏发电的安全性和效率。

【关键词】光伏电站;智能化;运检管理

引言

近几年来，中国生态文明建设水平不断提高，治理污染受到国家的重视。在国家环保政策的支持下，光伏发电在中国迅速发展起来。据相关数据统计，目前中国的光伏电站容量已经位居世界前列。光伏电站的运维工作不仅关系到电站能否稳定运行，还关系到电站的运维成本以及电站最终收益。所以对中国光伏电站的运维管理进行分析与探讨是重中之重。

1光伏电站概述

光伏电站主要是由太阳能电池矩阵、蓄电池组、控制设备、逆变器设备、太阳能跟踪控制系统等设备组成的一种利用太阳能资源进行发电的发电系统，该系统可以与其他电网连接并传输电力。由于其在环保方面贡献极大，所以光伏电站是目前中国鼓励力度较大的一类的绿色能源开发项目。一般情况下，太阳能光伏电站主要分为两种建设形式，一种是独立发电系统，另一种是并网发电系统。二者的区别是前者含有蓄电池，后者没有。现阶段人们所说的太阳能发电大多是指的是光伏发电模式。

光伏电站能够得到国家的支持，最大的原因就是其具有的环保性质。太阳能作为一种天然能源，其本身是不会枯竭的，光伏电站利用太阳能进行发电，在发电过程中，光伏电站不同于传统的火力发电站，其具有噪声小、绿色无污染以及操作安全等优势，对环境的影响几乎可以忽略不计。另外，光伏发电对于工作地址没有过多要求，实用性高，产生的能源质量也较高。最后，光伏发电站的建设工期较短，能源产生时间较短，工作效率较高。由于光伏发电利用的是太阳能，所以其主要劣势在于太阳能资源收集困难。我国幅员辽阔，但是气候差异较大，一些地区的太阳照射能量分布密度小，需要广阔的覆盖面积才能收集到足够资源。另外，太阳能资源的收集受到天气、昼夜交替等非人为控制因素的影响，导致光伏电站无法连续不间断的供应和获取能源，给发电工作造成困扰。

2光伏电站智能化运维管理系统功能

要实现对光伏电站的智能化运维管理，必须建立智能化的运维系统。智能化的运维系统是一个集分析、判断、评价等为一体的系统，通过对日常指标的评价，使电站设备处于多维的监控状态，能对发电系统进行日常监护，发现系统中老化和存在问题的组件，并根据历史数据和数据库资源进行分析评价、提供解决方案，若发生系统故障可及时发出告警，并自动进行处理。智能化运维管理系统主要功能包括以下几个方面：

1）监控电站的建设情况，比对在建工程质量和数据库标准，判断分析监控工程是否达标。2）系统进行故障自检，若发现隐患会及时向业主上报电站的体检分析报告，并对故障位置进行精确定位，判断故障类型，提出解决方案。3）综合考虑光伏电站的地理环境和天气状况等所有情况，全方位搜集数据形成知识库，推荐合适的防阻塞和除尘方案，合理规划投入成本，帮助电站制定经济运行周期，确保电站收益最大化。4）通过与网络数据互通共享，主动收集分析周边光伏电站信息和光照信息，在数字信息技术、互联网技术和云计算技术的支持下预测电站瞬时功率和年发电量，实现电站发电量的精细化管理。5）给光伏电站的技术人员提供差异化的数据支持和服务，保证电站的全面、快捷高效运行。6）智能化管理技术可以为未来电站的设计规划和设备管理提供经验数据，保证新设备在投入、使用和维护等环节进行最佳匹配。

3光伏电站智能化运检管理系统

3.1搭建光伏电站大数据分析预警系统

光伏电站的数量和规模不断增长，光伏设备管理难度日益增加。其困境在于无法实时捕捉设备运行状态，分析设备故障原因，准确判断故障点，导致设备检修时间较长，损失电量较高。光伏大数据分析预警系统是一种以光伏电站实时数据为基础，通过相似性原理建模技术产生估算值，对设备的运行参数进行实时检测，将实际值与估算值进行分析比较，对设备变化趋势进行判断，对潜在故障隐患做出提前警示，将设备的监测、分析、评估、管理、决策等相关信息流和工作流实时推送至相关专业和部门，实现设备在线监测诊断，根据大数据的分析的结果，预见设备故障，逐步实现状态检修，从而提高光伏场站可靠性，降低检修成本，缩短检修时间。

3.2集中运营系统研究

基于安全生产、保障效益、高效运维等设计思路，电站生产运行管理系统既要具备监视所有设备运行数据、故障报警、异常预警等功能，同时还要兼顾生产技术管理、安全监督管理、运行操作规程管理、物资管理，以及财务管理、人力资源管理、办公管理等多项管理。这样就形成了一套完整的电站级智能管理软件，目标是规范和制度化管理电站的运行维护及经营活动。

基于集团业主及其技术、经营人员对旗下所有电站真实运行经营数据的需求，在设计集中运营系统时，首先应考虑各电站与集团总部之间运行经营信息的透明性，该系统应能与各电站的生产运行管理系统无缝对接;其次，对接之后能存储海量的电站设备运行数据及电站生产管理数据，一方面为技术研究提供了实验数据，另一方面为管理层做出科学决策提供了数据支撑;最后，提供高级应用，如区域电站对标分析、厂家设备质量评估、电站质量评价、投融资风险评估等，从而全面指导电站生产及运营，甚至促进新电站的建设能力。

3.3光伏电站网格化管理

网格化管理的思想就是将光伏电站按照一定需求划分成若干网格单元，根据光伏电站山坡朝向差异大、地形复杂、高差变化大、阵列分散、分区复杂等特点，利用阵列布置特点、电气系统的连接及检修便利性等特点划分不同的网格区域，所有设备处于不同的网格区域范围内网格化管理助推光伏电站无人机巡检及故障定位。光伏电站使用无人机搭载红外成像装置结合光伏电站网格化管理思想，采用分区域、划片巡检方式使得组串与组件的对比工作简单化。由于同区域内光伏发电单元的运行工况基本一致，观察范围特定，能够更容易识别定位组件表面破损、断栅、缺角、碎片、二极管故障、草木遮挡、灰尘、鸟粪、其他污迹等等故障及污损，准确率达到98%以上。根据无人机巡视情况结合网格化信息，运维人员能快速找到设备故障点，避免人工巡视受地形影响，无法到达某些区域，从而产生巡检盲点，更避免了山地光伏人员巡视可能产生的人员安全隐患。

3.4注重信息共享，构建优势信息交流通道

在电站运维管理中，信息的有效共享对提升运维质量存在积极影响。对此，可依托信息技术、通信技术等先进技术，联系已有经验构建完善而科学的信息系统，为电站运维操作人员、设备生产制造企业、电站运维管理人员的沟通与交流提供平臺。以提升设备应用质量，保证电站故障的及时发现、上报与处理。

结语

我国光伏产业发展迅速，在国家政策的引导下，光伏电站的运行逐渐多元化，为了更好地提供发电服务，保障电站的安全高效运行，智能化运维是未来光伏电站运维技术的发展趋势，不仅可降低运营成本、提高电站收益，综合优势也很明显。

参考文献：

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（作者单位：鲁能新能源（集团）有限公司陕西分公司）