光伏電站智能化運(yùn)維技術(shù)的分析與應(yīng)用

田靜偉

摘要：光伏電站具有前期投資小、后期運(yùn)維成本低、建設(shè)周期短、就近供電等特點(diǎn)，是目前開發(fā)利用太陽能的主要方式。然而，光伏電站的發(fā)展仍處于初級(jí)階段。與傳統(tǒng)電廠相比，光伏電站的運(yùn)行維護(hù)沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。電力部門和其他部門有必要在工作中逐步探索，尋求最佳的運(yùn)維管理策略?；诖?，分析了我國光伏電站運(yùn)維現(xiàn)狀，探討了光伏電站智能化運(yùn)維管理的策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：光伏電站;智能化;運(yùn)維管理;分析與應(yīng)用

引言

光伏裝機(jī)作為綠色新能源的重要組成部分，在新一輪國家政策的強(qiáng)力推動(dòng)下，將保持快速增長。我國傳統(tǒng)的光伏電站運(yùn)行基本上是指原有的變電站運(yùn)行模式，采用運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)管控的模式，存在人力成本投入高、故障響應(yīng)速度慢等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響光伏系統(tǒng)發(fā)電收益。同時(shí)，光伏電站一般較偏僻，集團(tuán)或公司高層管理人員想直接了解電站的實(shí)際情況較困難。為此，本文對(duì)光伏電站運(yùn)行的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，將智能傳感器技術(shù)、數(shù)字化等技術(shù)融合到光伏電站運(yùn)行中，使光伏電站更智慧。

1我國光伏電站運(yùn)維現(xiàn)狀

由于光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和補(bǔ)貼政策的影響，近年來出現(xiàn)了安裝光伏電站的熱潮，導(dǎo)致光伏電站建設(shè)缺乏精準(zhǔn)性和完整性，影響了光伏電站的質(zhì)量和投資收益。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速擴(kuò)張，光伏電站的運(yùn)營管理水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足其快速發(fā)展的需要。光伏電站的選址大多位于光照資源豐富、土地成本低的地區(qū)，難以招聘專業(yè)人員進(jìn)行光伏電站的運(yùn)維，員工缺乏運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)。

2光伏電站智能化運(yùn)維技術(shù)應(yīng)用

2.1嚴(yán)格設(shè)備選型

光伏電站使用的設(shè)備包括光伏組件和逆變器。其中光伏組件的型號(hào)不同，發(fā)電量也有大有小，因此在安裝前要根據(jù)光伏電站的輸出功率選擇合適的設(shè)備型號(hào)，提高發(fā)電效率，滿足發(fā)電要求。太陽能電池組件的型號(hào)與光伏方陣的設(shè)計(jì)有直接關(guān)系，并且太陽能電池組件在整個(gè)光伏電站中的價(jià)值能占60%以上，因此要選擇優(yōu)質(zhì)太陽能電池組件，確保光伏電站的可靠運(yùn)行，提高發(fā)電效率。此外，逆變器也是光伏電站的核心設(shè)備，要盡量選擇成熟、性能良好的產(chǎn)品，并確保設(shè)備質(zhì)保期在5a以上^[1]。

2.2技術(shù)創(chuàng)新型方案

技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)質(zhì)量改進(jìn)和效率提高。深入研究光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)，優(yōu)化電站光功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)算法，提高光功率預(yù)測(cè)精度;優(yōu)化跟蹤系統(tǒng)的跟蹤策略，結(jié)合不同區(qū)域的氣象參數(shù)，利用光伏大數(shù)據(jù)，優(yōu)化平單軸支撐的跟蹤AI算法，充分發(fā)揮跟蹤系統(tǒng)的發(fā)電優(yōu)勢(shì);應(yīng)用智能IV掃描功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面掃描，降低匹配損耗，增加發(fā)電量;降低元器件衰減率和衰減損耗的元器件修復(fù)技術(shù)研究。智能運(yùn)維建設(shè)。智能運(yùn)維可以對(duì)電站進(jìn)行深度分析、準(zhǔn)確判斷和評(píng)估，使設(shè)備處于智能監(jiān)控狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，提高維護(hù)效率，節(jié)約人力成本，提高電站運(yùn)行水平。

2.3逆變器維護(hù)

逆變器是光伏電站的主要電氣設(shè)備。最常見的故障問題是內(nèi)部部件損壞。但元器件的配送運(yùn)輸相對(duì)較慢，容易引起電站業(yè)主的不滿。因此，在選擇逆變器時(shí)，應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)發(fā)展和制造商提供的逆變器性能進(jìn)行綜合分析，以確保供應(yīng)商的后續(xù)服務(wù)質(zhì)量。此外，還要考慮光伏電站的日常工作水平，將逆變器串聯(lián)起來，為后期維護(hù)提供方便。維修時(shí)要考慮運(yùn)行室內(nèi)溫度，保證自身穩(wěn)定運(yùn)行，尤其是散熱和排氣系統(tǒng)，這也是造成故障的主要區(qū)域。定期停電后，檢查輸出線的終端銅排是黃色還是黑色。并在檢修檢查時(shí)，傾聽內(nèi)部工作是否有噪音，振動(dòng)是否在規(guī)范范圍內(nèi)，定期清理內(nèi)部灰塵，避免灰塵過多導(dǎo)致內(nèi)部工作溫度過高^[2]。

2.4智能傳感技術(shù)在光伏電站中的應(yīng)用

隨著智能傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其生產(chǎn)成本將越來越低，應(yīng)用將逐步普及。隨著5G技術(shù)的快速發(fā)展，智能傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能分布式控制。例如將智能溫度傳感器應(yīng)用于變壓器測(cè)溫，設(shè)置溫度報(bào)警值、跳閘值、啟動(dòng)風(fēng)機(jī)值、停止風(fēng)機(jī)值等定值和邏輯。當(dāng)溫度達(dá)到固定值時(shí)，信息會(huì)通過5G通信發(fā)送到本地通信管理機(jī)，再發(fā)送到監(jiān)控平臺(tái)。同時(shí)可以在智能傳感器內(nèi)部設(shè)置防誤操作邏輯，對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷。只有當(dāng)同一測(cè)溫點(diǎn)的兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)接近并滿足動(dòng)作值時(shí)。照明傳感器和溫度傳感器布置在光伏陣列附近。通過有效、及時(shí)地對(duì)比兩個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，提取光伏陣列光照強(qiáng)度、溫度與有功功率的關(guān)系曲線，建立有功功率預(yù)測(cè)模型。根據(jù)大數(shù)據(jù)分析和天氣預(yù)報(bào)，可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)光伏電站的發(fā)電量，提高光伏電站發(fā)電計(jì)劃的執(zhí)行率。

2.5加強(qiáng)檢查和巡查

大型新能源電站電氣設(shè)備運(yùn)維體系改革前，應(yīng)進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。需要對(duì)電氣設(shè)備系統(tǒng)中使用的各種設(shè)備進(jìn)行全面的普查，尤其是設(shè)備購置的信息和設(shè)備的工藝參數(shù)，確?；A(chǔ)信息儲(chǔ)備全面。只有這樣，才能保證后續(xù)維護(hù)中有完善的信息支持。此外，還要對(duì)設(shè)備的日常運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，特別是要根據(jù)工作狀態(tài)預(yù)測(cè)未來的使用壽命，這也是檢驗(yàn)工作的重要組成部分。

2.6優(yōu)化程序及標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作，提升運(yùn)維工作水平與程序管控能力

國內(nèi)光伏電站整體運(yùn)維水平較低，缺乏高強(qiáng)度。只有少數(shù)運(yùn)維人員，日常工作只涉及日常維護(hù)，觸碰不到程序及系統(tǒng)管理的內(nèi)容。日常運(yùn)維中，工作人員對(duì)接運(yùn)維工作中，存在對(duì)電站當(dāng)前狀態(tài)不清楚的問題，造成后期責(zé)任不明確，抓不住重點(diǎn)。

2.7積極作為，提高電站運(yùn)行期間調(diào)度水平

如今，電力監(jiān)管調(diào)度部門對(duì)光伏電站的評(píng)價(jià)越來越嚴(yán)格，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也花在了更新指標(biāo)上。在電力領(lǐng)域，無論在何種情景中，供電與用電安全始終是首要考慮問題。光伏供電存在間歇性，并不穩(wěn)定，根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)配置和電站自我調(diào)控，在滲透率提升至某高度后，能影響安全。

結(jié)束語

我國發(fā)電的供電比例仍然較大，但發(fā)電消耗的煤炭資源已經(jīng)處于稀缺狀態(tài)，發(fā)展新能源發(fā)電是大勢(shì)所趨。在光伏發(fā)電愈發(fā)成熟中，還要注意運(yùn)維管理的匹配性，以支持儲(chǔ)能電站運(yùn)行。此外，考慮到光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性，需巧妙設(shè)置供電模式，并落實(shí)電能監(jiān)測(cè)，保障電能調(diào)度效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭東浩. 光伏電站數(shù)字化運(yùn)維提速[N]. 中國電子報(bào)，2021-09-10（007）.DOI：10.28065/n.cnki.ncdzb.2021.001148.

[2]甄凡奇，孔祥輝，羅方圓，杜傳軍，范永生.光伏電站智能運(yùn)維及功率預(yù)測(cè)技術(shù)要點(diǎn)探討[J].光源與照明，2021（07）：95-96.