智能光伏電站的維護(hù)和管理

來(lái)源:投稿網(wǎng) 時(shí)間:2024-02-08 10:00:08

分布式可再生能源包括生物質(zhì)能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、小水電、地?zé)崮芎秃Ｑ竽堋Ｋ鼈冑Y源豐富，可再生和清潔。它們是最有前途的替代能源，將成為未來(lái)世界能源的基石。近年來(lái)，可再生能源分布式發(fā)電越來(lái)越多地應(yīng)用于現(xiàn)有電網(wǎng)，太陽(yáng)能發(fā)電是典型的代表。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng)；智能光伏電站；建設(shè)分析。

1.我國(guó)光伏電站發(fā)展現(xiàn)狀。

多年來(lái)，我國(guó)電力能源市場(chǎng)主要集中在天然氣、煤炭等易開發(fā)、價(jià)格低廉的不可再生能源開發(fā)上。利用這些能源開發(fā)電力的比例可達(dá)到總發(fā)電量的60%以上。然而，水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔可再生能源的發(fā)展技術(shù)要求高，投資成本高，對(duì)政府政策指導(dǎo)依賴性強(qiáng)。光伏產(chǎn)業(yè)不在市場(chǎng)調(diào)整范圍內(nèi)，缺乏市場(chǎng)活力。因此，利用這些能源開發(fā)日常電力資源的比例仍然很小，約占全國(guó)總發(fā)電量的15%。光伏發(fā)電的發(fā)展主要是太陽(yáng)能，需要政策、技術(shù)和資金的支持，以促進(jìn)新能源的可持續(xù)發(fā)展。

隨著全球環(huán)保意識(shí)的提高，各國(guó)和地區(qū)光伏電站開發(fā)建設(shè)的技術(shù)和水平都有了顯著提高，這對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是個(gè)好消息。在技術(shù)條件的支持下，光伏電站開發(fā)建設(shè)成本大幅降低，全球光伏電站建設(shè)數(shù)量逐步增加，光伏發(fā)電前景廣闊。根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)的調(diào)查數(shù)據(jù)，到2050年，光伏發(fā)電將占世界平均發(fā)電量的16%，光伏發(fā)電將成為世界上最可靠的供電渠道之一。

在進(jìn)入21世紀(jì)之前，歐洲主要發(fā)達(dá)國(guó)家已成為世界上最先進(jìn)、發(fā)展最快的地區(qū)。根據(jù)歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的報(bào)告，21世紀(jì)前十年光伏發(fā)電總裝機(jī)容量基本保持在40兆瓦。這些光伏發(fā)電的建設(shè)用地主要分布在以德國(guó)為首的歐洲國(guó)家，亞洲的代表國(guó)家主要是日本。到2012年底，全球光伏發(fā)電總裝機(jī)容量已上升至100兆瓦，其中70%被歐洲國(guó)家占據(jù)。隨著世界各國(guó)特別是亞洲國(guó)家環(huán)保意識(shí)的不斷提高，光伏產(chǎn)業(yè)得到了更多的資金和政策支持。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，2013年以來(lái)，以中國(guó)為首的亞洲國(guó)家開始大規(guī)模建設(shè)光伏電站。經(jīng)過(guò)一年的發(fā)展，中國(guó)在2014年超過(guò)德國(guó)等歐洲國(guó)家，占世界光伏總裝機(jī)容量的首位。

到目前為止，中國(guó)已成為除歐洲和美國(guó)以外世界上最大的光伏發(fā)電市場(chǎng)，年發(fā)電總量占全球光伏發(fā)電市場(chǎng)的8%。僅2011年至2014年三年，中國(guó)光伏發(fā)電總量就從3300兆瓦增加到28199兆瓦，三年增長(zhǎng)近8倍。預(yù)計(jì)到2020年，中國(guó)光伏發(fā)電總裝機(jī)容量將達(dá)到5萬(wàn)兆瓦，中國(guó)資源豐富，氣候類型豐富。特別是在青藏高原和偏遠(yuǎn)農(nóng)村地區(qū)，太陽(yáng)能資源取之不盡，用之不竭。17%以上的土地可接受1750kwh/㎡的太陽(yáng)輻射，約一半的土地可達(dá)到1400-1750kwh/㎡。特別是在光照充足的青藏和沙漠地區(qū)，如果配備光伏發(fā)電設(shè)備，隱蔽發(fā)電將達(dá)到17瓦。

此外，在中國(guó)政府對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)的高度重視和光伏產(chǎn)業(yè)在政策、資本和技術(shù)的指導(dǎo)下，中國(guó)光伏生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先地位，成為世界上最大的太陽(yáng)能電池板（電池）制造商。2010年，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)量超過(guò)10兆瓦，光伏發(fā)電設(shè)備出口到世界和國(guó)外。世界領(lǐng)先企業(yè)10家，占太陽(yáng)能光伏發(fā)電設(shè)備市場(chǎng)的近一半，包括尚德、金澳、英利綠色能源和中國(guó)天河光能。

2.智能光伏電站建設(shè)。

2.1電廠智能建設(shè)概況。在智能光伏電站中央控制室的輻射范圍內(nèi)設(shè)置中央通信基站。此外，在光伏發(fā)電廠和設(shè)備區(qū)域設(shè)置5個(gè)子基站，以優(yōu)化通信信號(hào)的接收和傳輸。此外，光伏電站的監(jiān)控信號(hào)和控制信號(hào)通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)傳輸。此時(shí)，中央控制室接收前面發(fā)送的監(jiān)控信號(hào)和控制信號(hào)，然后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳輸。同時(shí)，公共信息通過(guò)自動(dòng)更新直接備份到云空間。運(yùn)營(yíng)商可以在權(quán)威機(jī)構(gòu)的許可下加載移動(dòng)客戶端，通過(guò)可視界面指令輸入實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)信息提取，有效實(shí)現(xiàn)光伏電站的監(jiān)控。

2.2實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和云計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，在光伏電站的運(yùn)行中，實(shí)時(shí)收集光伏設(shè)備在電站區(qū)域的狀態(tài)信號(hào)，以協(xié)助電力傳輸保護(hù)。故障時(shí)，使用智能監(jiān)控設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)，停機(jī)，通知中央控制室進(jìn)行故障檢查。在日常運(yùn)行中，通過(guò)對(duì)傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可以確定電廠設(shè)備的運(yùn)行狀況、故障信息和老化趨勢(shì)，從而進(jìn)行故障預(yù)警。

3智能光伏電站運(yùn)維管理模式。

運(yùn)行管理。光智能電站的運(yùn)行管理主要包括運(yùn)行日志、輪換、設(shè)備檢查和閘門切換運(yùn)行管理。具體內(nèi)容如下：（1）運(yùn)行日志管理。運(yùn)行維護(hù)結(jié)束后，相關(guān)管理人員可以通過(guò)移動(dòng)客戶端記錄工作設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障狀態(tài)、電力信息，并形成具體的序列號(hào)，實(shí)現(xiàn)記錄的云上傳和存儲(chǔ)。（2）變更后的管理。轉(zhuǎn)移人員提供人臉和語(yǔ)音形成轉(zhuǎn)移信息，作為操作日志的一部分，生成附加的序列號(hào)，上傳云空間存儲(chǔ)。掃描換班操作日志的二維碼，從云下載查看，完成更換確認(rèn)。（3）設(shè)備檢查管理。電廠設(shè)備日常檢查發(fā)現(xiàn)異常后，提供相應(yīng)的日志和設(shè)備序列號(hào)，設(shè)置設(shè)備信息，獲取設(shè)備故障位置信息和基本參數(shù)，記錄到運(yùn)行維護(hù)日志，上傳到云空間存儲(chǔ)。同時(shí)，自動(dòng)提交檢查申請(qǐng)，進(jìn)入檢查程序。（4）操作人員應(yīng)接受檢查程序。經(jīng)批準(zhǔn)后，后門操作人員接受具有相應(yīng)權(quán)限的智能鑰匙操作設(shè)備，并形成相應(yīng)的操作記錄，以操作日志的形式上傳到云空間存儲(chǔ)。

維護(hù)和管理。智能光伏電站的維護(hù)和管理主要包括在線故障診斷和處理、預(yù)防性維護(hù)診斷和處理、敏感設(shè)備的報(bào)警診斷等。具體內(nèi)容如下：（1）在線故障診斷和處理。通過(guò)收集和整理相應(yīng)區(qū)域的故障信息，進(jìn)行初步的在線故障診斷。相關(guān)操作和維護(hù)人員可以依靠客戶端，通過(guò)相應(yīng)的初步診斷結(jié)果和故障參數(shù)確定在線故障，設(shè)計(jì)故障排除方案，并通知現(xiàn)場(chǎng)人員一次性排除故障。故障排除后，檢查過(guò)程結(jié)束，結(jié)果記錄在移動(dòng)客戶端，上傳到云存儲(chǔ)設(shè)備（2）預(yù)防性維護(hù)診斷和治療。通過(guò)大數(shù)據(jù)技術(shù)，深入挖掘電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障記錄等信息，有效確定和預(yù)測(cè)設(shè)備的故障點(diǎn)和老化趨勢(shì)，通過(guò)匯總相關(guān)技術(shù)信息形成預(yù)測(cè)方案。（3）在此基礎(chǔ)上，應(yīng)督促維修人員在到期前進(jìn)行檢查和準(zhǔn)備。電氣研究所識(shí)別敏感設(shè)備后，將設(shè)備的保護(hù)值固定在云處理的相關(guān)程序上。通過(guò)分析電廠實(shí)時(shí)監(jiān)控收集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了偏差報(bào)警功能。運(yùn)行維護(hù)人員可以及時(shí)確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行的故障點(diǎn)，幫助切斷設(shè)備，防止設(shè)備損壞和故障擴(kuò)大。

結(jié)束語(yǔ)

在智能光伏電站的建設(shè)中，利用互聯(lián)網(wǎng)的理念，有效地整合和計(jì)算電站之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各自為政，始終聯(lián)網(wǎng)，各取所需，實(shí)時(shí)互動(dòng)的狀態(tài)。通過(guò)建立設(shè)備故障診斷、電站生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、公司管理等高效的三維監(jiān)管渠道，為新能源發(fā)電業(yè)務(wù)的正常高效運(yùn)行提供技術(shù)支持。此外，還可以有效解決當(dāng)前新能源發(fā)電專業(yè)人員短缺、區(qū)域廣闊、電站分散、信息薄弱造成的運(yùn)行維護(hù)管理決策困難，提高光伏電站整體運(yùn)行維護(hù)和安全管理水平，提高電站收入水平，為后續(xù)無(wú)人值守或少人值守電站模式提供參考。