光伏电站智能化运维技术的分析与应用

光伏电站智能化运维技术的分析与应用

阿西木江·艾尔肯

中电投新疆能源化工集团阿克苏有限公司  新疆 阿克苏 843000

摘要：光伏电能是国家发展中一项非常关键的清洁能源，很多地方都已安装了光伏发电系统,并且开始了一段时间的投入使用，但面临着运营与维护难的主要问题。随着互联网、大数据、物联网、人工智能等技术的飞速发展,光伏电站设备也日益采用智能仪器进行能耗监控和控制，大大改善了运行与维护的效率。本文通过将光伏技术和信息技术、互联网技术结合起来,并在光伏发电产业中加以应用，探讨光伏发电系统的发展潜能,提高其运维管理的智能化程度。

关键词：光伏电站；智能化；运营维护

引言：

当前中国的光伏发电设备的数目有了明显的增长,这在一定程度上得益于国家对于新能源技术的开发。为改善光伏发电系统的发电性能,目前的光伏发电站正由大规模的发展到智能化的运维转变。光伏发电站的运维状况,不仅关系到发电的成本,还关系到光伏发电站发电的效率与可靠性。通过对太阳能光伏发电系统的智能化运维管理,可以缩短光伏发电站的检修周期、对故障进行数字化的记录、对故障问题进行正确的辨别与维修,极大地改善了光伏发电站的运行与安全管理效率。

一、光伏电站智能化运维技术的各项内容分析

（一）光伏电站的智能化监控

太阳能光伏发电系统是一种类似于玻璃外表的智能系统，在智能材料的基础上,能够在一定程度上实现对玻璃的清洁。正是因为光伏系统的运行效能较强强，使得光伏电站的运维效率提高，从而大幅度地减少了发电成本,提高了发电效率,使其能够正常工作。

（二）智能的光伏组件

智能光伏发电组件是一种集成的物联网技术,它可以对各个组件进行检测和控制,对各个组件的电流、电压、温度进行监控,并通过智能化的云计算平台对监控数据进行存储和分析。采用智能光伏发电系统,可以从某种意义上改善光伏发电的效率,实现对各元件的独立监测,有利于减少运行和维护的经济费用,从而增加公司的总体经济效益[1]。

（三）科学的预测瞬时功率

光伏发电是一种以太阳能为资源的发电方式,但是在发电的过程中,由于气候、环境、自然等因素的影响,使得其具有多种不确定的特性。企业应结合实际,加强对光伏发电系统的管理与控制。尤其是通过运用现代科技,对云图象进行实时分析,测定云速度,对当地的光伏发电站进行功率的测量,对瞬时功率进行科学的预报,从而提高了系统的管理与控制水平。

二、光伏电站智能化运维的现状

首先,中国的民营企业往往会在光伏发电设备上进行大量投资,而忽视了运维。目前,部分光伏发电站已将智能化技术引进到运维管理中,但由于其管理的规范化、运行管理的水平还不够高,操作人员的技术素质也不高,难以实现智能化、自动化。由于传统的逆变器既是发电设备的组成部分,又是能量转换、数据采集、在线分析和遥控控制的一体化组件,因此光伏发电需要不断向智能化、快速、自动化的方向转变。对现有的低速率数据链路、视频、语音通讯功能进行改造,以提升通讯效率,将采集到的数据上传至云端,通过大数据分析技术,将其数据可视化,由员工进行分析和监测。以AlphaGo为例,运用了神经控制的数据评测与自动控制技术,以改善核心作业的效能。同时,也要提高自动化的创新观念,以提高发电效率、安全、可靠为原则,提高能源管理和客户管理的价值,推动太阳能电站的健康发展,提高其社会和经济效益。同时，应将物联网技术运用到光伏发电系统的智能化运维中,以达到远程采集的目的。由于其智能化、微型化等优点,能够满足实际的数据采集要求,并确保了数据的真实性和可靠性,成为了太阳能电站智能运维技术发展的一个重要方向[2]。

三、智能运维技术的发展方向

（一）数字化光伏电站

首先，通过智能化、集中化的改造，使传统的逆变器由单个的组件向集中化的转换，向远程控制、数据采集、在线分析、环境适应性等智能化控制系统过渡。将电站建设成一条高速的传感终端和区域集控中心，把音频和视频通讯连接在一起，进行迅速而灵活地部署和维护，从而为光伏电站的传输提供了一条信息网络；并利用数据采集和云端上传功能，利用大数据分析和挖掘引擎，对光伏电站进行智能化的管理，使电站的运行得到不断的优化。

（二）在输变电设备状态中的运用

辅助链路的传输和转换器状态的判定,以及相应的维修工作,主要是依据传感器来完成。因此,各种先进传感器也被引进,利用网络实时数据的采集、记录和分析各种工况下的输电线路特性参数。实现了对输电线路进行实时监测,对高空风向、图像、视频、微气象等实时监测。目前,电力生产以太阳能为主,其它一些科研单位也曾经试图从高压电磁波中提炼出更多的电能，但效果并不理想。为此，本文提出了一种在高、低温度条件下，优化发电方式，以增加储能容量的新型供电方式，即结合互联网、信息技术的智能化发电，提高整个电力系统的发电效率。其次,对变压器的状态进行了控制，随着物联网技术的发展,变电站的智能化配置也越来越受到人们的重视。该系统经济实用,运行和维护方便，所以,在实际运用中,必须和变电所的控制等级相适应，应用信息和网络技术，不断实现光伏发电站运维的智能化程度

[3]。

（三）输变电设备全寿命的周期管理

在进行项目的规划和设计时,应充分考虑各方面的因素，以节省工程造价。本文从中国的实际情况出发，从电力系统的技术特点和运行特点出发，对电力系统的安全管理进行了研究。在持续的运维管理实践中，满足了新的发展需要。同时，利用物联网技术对各种能源设备进行全面监控,并对其特征进行相关性分析,对其寿命进行评价,为企业节省运行费用等提供最高效的支撑。同时,可以有效地将能源设备的与其属性进行有效的关联,从而增强其诊断的正确性和真实性，也有利于在产品制造和装配过程中进行科学的管理。在实际应用中,利用物联网技术可以对变电站的各种设备数据进行全面的采集,其中包括环境、检测等。运用统计学的方法,对目前和将来的设备发展因素进行了分析,建立了利用物联网进行设备风险评价的方法。运用新型传感器及其它技术手段,结合现代输电与变电设备的特性,以及相关的理论资料,提出一种行之有效的评价方法。

（四）全球自动化运维

除了初期的投入和重视,在光伏电站的寿命周期中,运行和维护的重要性也在不断增长,因为拥有的发电站数目越来越多，只有不断地寻求发展，才能提高光伏发电站的运维效率。数字化光伏发电平台提供智能、全面和全球性的运维管理手段，以提升运行和维护的效率，减少成本。通过完善光伏发电站的运维管理，在不断创新的基础上，将打造一座智能化、高效率、安全可靠的光伏发电站,使企业的电力生产和控股的管理达到最大的效率[4]。

四、结束语

在光伏发电企业的智能化运维管理中，运用专业的运维人员、合理的维护规划、高效的维护技术，是保证光伏发电企业运行安全的关键。智能运维技术在光伏电站中的应用，一方面可以实现对发电设备的智能运行和维护，也可以减少运行维护的费用。同时,它还可以对正在运转的设备发出预警,从而提升了光伏电站的效率和生产能力,保证了企业的利益最大化。

参考文献

[1]张娟,李雁坡.变电运维技术中的智能化技术分析[J].商品与质量,2020(27):0235-0235.

[2]甄凡奇,孔祥辉,罗方圆,等.光伏电站智能运维及功率预测技术要点探讨[J].光源与照明,2021(7):2.

[3]张秋业.智能集控平台在光伏发电站生产中的应用[J].通信电源技术,2020,37(19):3.

[4]张娟,李雁坡.变电运维技术中的智能化技术分析[J].科学与信息化,2020(27):0235-0235.