摘要：本文介紹了光伏電站應用智能運維技術的現狀，分析了該智能運維技術在光伏電站中的重要作用，分析了該技術在光伏電站未來發(fā)展中的作用和未來發(fā)展方向。

   關鍵詞:光伏電站；智能運維技術；光伏運維云平臺；分布式光伏；

引言

   近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，人們對電力的需求正在迅速增長。同時，由于環(huán)境治理形式更加嚴峻，能源危機日益嚴重，我國也加強了光伏電站等新能源電站的建設，表明光伏電站數量和建設規(guī)模的不斷擴大。同時，隨著光伏發(fā)電技術的不斷進步，在提光伏電站發(fā)電量的同時，也促進了光伏智能運維技術的發(fā)展和應用。本文簡要分析了該技術的應用現狀及相應的管理技術及其發(fā)展方向。

1、智能運維技術現狀分析分析

   在目前的光伏電站中，光伏監(jiān)測的要求通常是通過配置一個功能相對較弱的局部監(jiān)測系統(tǒng)來滿足的，但這種監(jiān)測方案只能實現光伏電站的單獨監(jiān)測，而不能及時向集團投資者提供電站投資和建設的所有信息。此外，在這種方案下，也會導致電站運行統(tǒng)計數據不全面的問題。當這些數據通過電子文檔提交給管理者時，也會導致管理者無法直觀地分析數據。此外，在上述監(jiān)控系統(tǒng)的運行中，很難及時準確地發(fā)現電站運行中的故障信息，這就要求運維人員在當地監(jiān)控平臺上閱讀和申報電站故障信息。這樣不僅勞動力量大，勞動力成本，而且故障響應速度慢，影響系統(tǒng)的正常運行。特別是對于通常建在偏遠地區(qū)的光伏電站，由于運維人員經驗不足和操作不規(guī)范，在運行中容易發(fā)生安全事故。

   針對上述光伏電站的監(jiān)測現狀，結合先進的大數據、云存儲、網絡技術和計算機技術，在光伏運維云平臺上建立了光伏電站運維管理系統(tǒng)，并將上述系統(tǒng)應用于光伏電站的管理終端，可通過100GW+電站接入實現對所有電站的集中控制。此外，通過該管理系統(tǒng)的應用，可以確保電力設備的管理在完整的管理平臺上進行，確保工作的標準化，也可以在該平臺上進行標準化的運行和維護團隊的建設和發(fā)展，提電站的運行效率，降低運行成本。同時，該系統(tǒng)的應用還可以提電力設備資產管理的透明度，實現發(fā)電站地位的實時控制，作為決策的重要依據，促進光伏發(fā)電站資產價值的提。

2、智能運維管理技術分析

   智能運維管理技術應用于光伏電站，可從時間、空間、設備等維度進行監(jiān)控，重點進行維護、管理、分析、判斷、評價、報警管理，重點進行光伏電站績效評價指標。具體來說，通過該技術的應用，首先可以判斷光伏電站的施工質量，重點是分析和判斷其施工質量是否符合標準和設計要求。二是可以自動檢測電站運行中的隱患，確保及時發(fā)現，及時向業(yè)主匯總檢測結果，并在此結果的基礎上分析確定故障的類型和位置。第三，通過該技術獲得的數據也可以結合地理環(huán)境和氣候特點來預測發(fā)電量，然后在預測結果的基礎上確定更好的阻塞性和耐受性除塵方法，大大縮短經濟周期，降低成本，提收入。第四，將該技術與未來的網絡信息共享相結合，在綜合分析電站信息和氣象值預測數據的基礎上，結合互聯(lián)網、云計算等技術預測局部瞬時功率和未來時間的發(fā)電，提能量調度的精細化。第五，通過該技術為運營、維護和管理人員提供更完整的數據和差異化、方便的服務。第六，通過本技術提供的數據，便于光伏電站的后續(xù)設計和建設、設備規(guī)劃和新設備的訪問，也為系統(tǒng)和設備的維護、更新和早期故障預測提供了依據。

3、智能運維技術的發(fā)展方向

   物聯(lián)網是因為它可以在基本的Internet框架中建立物與物之間的連接，共享和擴展信息。因此，設備和設施可以在終端操作中不受限制地建造和使用，相關操作可以自動化。發(fā)布訂單，分析和處理參數。它在分析電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和更大程度的剃須方面具有很大的技術優(yōu)勢。以多設備智能為代表的智能物聯(lián)網網絡系統(tǒng)也在逐步建立。下面將分別討論這些問題。

3.1智能電網的物聯(lián)網系統(tǒng)結構

   輸變電設備應實時檢查運行狀態(tài)，并測試相關關鍵部件的壽命。其中，智能和自動化物聯(lián)網技術框架的使用可以繼續(xù)依靠計算機技術的更新和相應的物聯(lián)網架構的改進，從而在長期發(fā)展的基礎上騰飛智能網絡的功能。

3.2在輸變電設備狀態(tài)下的應用

   在輔助鏈路中，傳輸和電力變換設備的狀態(tài)檢測及相關維護工作主要是基于感知層完成相應的程序。其中，不同類型和類型的傳感器安裝在塔和其他設備中。在不同的工作條件下收集當前傳輸線的特征參數，并通過實時傳輸進行網絡注冊和分析。根據作者的意見，相關輸電線路的在線監(jiān)測業(yè)務可以準備風向偏差監(jiān)測、圖像視頻監(jiān)測、微氣象監(jiān)測等海拔準時參數。

   目前，電源主要依靠太陽能，其他研究機構研究了壓電磁能的提取，發(fā)現效果并不理想。因此，有必要從新的角度提溫和低溫下的能量存儲容量，優(yōu)化電源模式，提整個系統(tǒng)的電源容量。二是監(jiān)測變壓器設備的狀況。物聯(lián)網技術與變電站配置中的智能兼容性，因此，在實際應用水平上，應以電廠的智能運維為指導，并在此基礎上進行推廣。成本可控，操作維護方便。感知層主要反映在過程層中，因此應用層必須對應工作站的控制層。

3.3輸變電設備全壽命周期管理

   資產計劃和設計以長期利益為基礎，以實現經濟利益為基礎，降低資產生命周期成本。電網資產的生命周期管理是為了實現安全管理，從而實現資產管理的結合。根據中國的基本國情，分析了電網公司在工業(yè)市場的技術和市場特點。通過不斷總結實踐管理經驗，滿足新的發(fā)展需求。此外，物聯(lián)網技術的使用還可以監(jiān)控能源設備的全景狀態(tài)信息，并關聯(lián)其屬性來評估其使用壽命，從而為其周期成本和其他條件提供更有效的輔助功能。同時，還可以有效地關聯(lián)能源資產的生命周期，從而提設備診斷過程的真實性和準確性。它還有利于科學管理的制造和安裝階段。

   在實際應用中，物聯(lián)網技術可以收集各種關于變電站設備的信息，包括環(huán)境和測試。通過統(tǒng)計科學方法，分析了設備的現狀和未來的發(fā)展因素，形成了基于物聯(lián)網技術的設備風險評估方法。結合能量傳輸和轉換設備的狀態(tài)特性，結合一定的理論數據，形成了有效的評價方法，并建立了完整的文件。

4、介紹安科瑞分布式光伏運維云平臺

4.1概述

          AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺通過監(jiān)控光伏站的逆變器設備、氣象設備和攝像頭設備，幫助用戶管理分散在各地的光伏站。主要功能包括：現場監(jiān)控、逆變器監(jiān)控、發(fā)電統(tǒng)計、逆變器一次圖、操作日志、報警信息、環(huán)境監(jiān)控、設備檔案、操作維護管理、角色管理。通過WEB端和APP端訪問平臺，用戶可以及時掌握光伏發(fā)電效率和發(fā)電效率。

4.2應用場所

   目前，我國的兩種分布式應用場景是：農村屋頂的家用光伏和工商企業(yè)屋頂光伏。這兩種分布式光伏電站今年發(fā)展迅速。

4.3系統(tǒng)結構

   逆變器和多功能電力計量儀器安裝在光伏變電站，收集的數據通過網關上傳到服務器，數據集中存儲和管理。用戶可以通過PC訪問平臺及時獲取分布式光伏電站和逆變器的運行情況。平臺的整體結構如圖所示。

4.4系統(tǒng)功能

          AcrelCloud-1200分布式光伏運維云平臺軟件采用B/S架構，任何具備權限的用戶都可以通過WEB瀏覽器根據權限范圍監(jiān)視分布在區(qū)域內各建筑的光伏電站的運行狀態(tài)（如電站地理分布、電站信息、逆變器狀態(tài)、發(fā)電功率曲線、是否并網、當前發(fā)電量、總發(fā)電量等信息）。

4.4.1光伏發(fā)電

4.4.1.1綜合看板

●顯示所有光伏電站的數量，裝機容量，實時發(fā)電功率。

●累計日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●累計社會效益。

●柱狀圖展示月發(fā)電量

4.4.1.2電站狀態(tài)

●電站狀態(tài)展示當前光伏電站發(fā)電功率，補貼電價，峰值功率等基本參數。

●統(tǒng)計當前光伏電站的日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益。

●攝像頭實時監(jiān)測現場環(huán)境，并且接入輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數。

●顯示當前光伏電站逆變器接入數量及基本參數。

4.4.1.3逆變器狀態(tài)

●逆變器基本參數顯示。

●日、月、年發(fā)電量及發(fā)電收益顯示。

●通過曲線圖顯示逆變器功率、環(huán)境輻照度曲線。

●直流側電壓電流查詢。

●交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢。

4.4.1.4電站發(fā)電統(tǒng)計

●展示所選電站的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表。

4.4.1.5逆變器發(fā)電統(tǒng)計

●展示所選逆變器的時、日、月、年發(fā)電量統(tǒng)計報表

4.4.1.6配電圖

●實時展示逆變器交、直流側的數據。

●展示當前逆變器接入組件數量。

●展示當前輻照度、溫濕度、風速等環(huán)境參數。

●展示逆變器型號及廠商。

4.4.1.7逆變器曲線分析

●展示交、直流側電壓、功率、輻照度、溫度曲線。

4.4.2事件記錄

●操作日志：用戶登錄情況查詢。

●短信日志：查詢短信推送時間、內容、發(fā)送結果、回復等。

●平臺運行日志：查看儀表、網關離線狀況。

●報警信息：將報警分進行分級處理，記錄報警內容，發(fā)生時間以及確認狀態(tài)。

4.4.3運行環(huán)境

●視頻監(jiān)控：通過安裝在現場的視頻攝像頭，可以實時監(jiān)視光伏站運行情況。對于有硬件條件的攝像頭，還支持錄像回放以及云臺控制功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

4.5.1交流220V并網

   交流220V并網的光伏發(fā)電系統(tǒng)多用于居民屋頂光伏發(fā)電，裝機功率在8kW左右。

   部分小型光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能。光伏電站規(guī)模較小，而且比較分散，對于光伏電站的管理者來說，通過云平臺來管理此類光伏電站非常有必要，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

4.5.2交流380V并網

   根據國家電網Q/GDW1480-2015《分布式電源接入電網技術規(guī)定》，8kW~400kW可380V并網，超出400kW的光伏電站視情況也可以采用多點380V并網，以當地電力部門的審批意見為準。這類分布式光伏多為工商業(yè)企業(yè)屋頂光伏，自發(fā)自用，余電上網。分布式光伏接入配電網前，應明確計量點，計量點設置除應考慮產權分界點外，還應考慮分布式電源出口與用戶自用電線路處。每個計量點均應裝設雙向電能計量裝置，其設備配置和技術要求符合DL/T448的相關規(guī)定，以及相關標準、規(guī)程要求。電能表采用智能電能表，技術性能應滿足國家電網公司關于智能電能表的相關標準。用于結算和考核的分布式電源計量裝置，應安裝采集設備，接入用電信息采集系統(tǒng)，實現用電信息的遠程自動采集。

   光伏陣列接入組串式光伏逆變器，或者通過匯流箱接入逆變器，然后接入企業(yè)380V電網，實現自發(fā)自用，余電上網。在380V并網點前需要安裝計量電表用于計量光伏發(fā)電量，同時在企業(yè)電網和公共電網連接處也需要安裝雙向計量電表，用于計量企業(yè)上網電量，數據均應上傳供電部門用電信息采集系統(tǒng)，用于光伏發(fā)電補貼和上網電量結算。

   部分光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監(jiān)測裝置。部分光伏電站為自發(fā)自用，余電不上網模式，這種類型的光伏電站需要安裝防逆流保護裝置，避免往電網輸送電能，系統(tǒng)圖如下。

   這種并網模式單體光伏電站規(guī)模適中，可通過云平臺采用光伏發(fā)電數據和儲能系統(tǒng)運行數據，安科瑞在這類光伏電站提供的解決方案包括以下方面：

4.5.310kV或35kV并網

   根據《國家能源局關于2019年風電、光伏發(fā)電項目建設有關事項通知》（國發(fā)新能〔2019〕49號），對于需要國家補貼的新建工商業(yè)分布式光伏發(fā)電項目，需要滿足單點并網裝機容量小于6兆瓦且為非戶用的要求，支持在符合電網運行安全技術要求的前提下，通過內部多點接入配電系統(tǒng)。

   此類分布式光伏裝機容量一般比較大，需要通過升壓變壓器升壓后接入電網。由于裝機容量較大，可能對公共電網造成比較大的干擾，因此供電部門對于此規(guī)模的分布式光伏電站穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質量以及和調度的通信要求都比較。

   光伏電站并網點需要監(jiān)測并網點電能質量，包括電源頻率、電源電壓的大小、電壓不平衡、電壓驟升/驟降/中斷、快速電壓變化、諧波/間諧波THD、閃變等，需要安裝單獨的電能質量監(jiān)測裝置。

   上圖為一個1MW分布式光伏電站的示意圖，光伏陣列接入光伏匯流箱，經過直流柜匯流后接入集中式逆變器(直流柜根據情況可不設置)，后經過升壓變壓器升壓至10kV或35kV后并入中壓電網。由于光伏電站裝機容量比較大，涉及到的保護和測控設備比較多，主要如下表：

5、結語

   在目前我國相關政策的支持下，光伏市場中表現出了搶裝潮的發(fā)展趨勢，表現出光伏電站的建設數量不斷增多和建設規(guī)模的擴大，覆蓋范圍也更加廣泛，同時也在結合目前先進的技術來推動光伏電站向智能化方向發(fā)展。尤其是針對智能運維技術的應用，基于智能運維平臺，在融入多種新技術、設備以及方案等同時，推動光伏電站向未來的數字化和智能化電站，以及全球自動化運維等方向發(fā)展。

【參考文獻】

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