新能源電站智能運維技術研究

馮晉如

摘要：現(xiàn)有的新能源電站存量較大，應該通過加強運行維護工作來提升電站整體效能，為了提高電站的發(fā)電效率和綜合效率，有必要對太陽能資源指標，能耗指標、能耗損耗指標，設備運行水平指標和電站運行指標進行深入分析。提升電站的整體運維效率與運維水平，確保全廠設備安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行及設備檢修安全措施的正確無誤，固化運維經(jīng)驗，逐步提升新能源電站的整體效能。

關鍵詞：新能源;電站;智能運維技術

引言

長期以來，新能源電站主要集中在建設、輕運行和維護上。從總體上看，新能源電站運行維護存在著標準不高、技術和管理水平不高、專業(yè)化、集約化程度不夠、效率低下等問題。運維已成為制約行業(yè)健康發(fā)展的瓶頸之一。新能源產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，除了高質(zhì)量的建設質(zhì)量外，還需要高水平的運維服務。

1新能源電站智能運維管理體系結構

1.1智能設備層

智能設備層與新能源電站生產(chǎn)運維的各要素緊密結合，是實現(xiàn)物理世界與虛擬世界高度融合、合作的關鍵，是數(shù)字孿生技術在發(fā)電站管理中應用的關鍵。進行智能設備層構建時，采用先進的測量技術，使發(fā)電站所有設備的狀態(tài)數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)、環(huán)境等各種數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息，并通過自我判斷進行處理與傳輸。

1.2智能控制層

智能控制層可對發(fā)電站各環(huán)節(jié)、各工藝過程進行智能化控制，通過建立相關物理實體行為與規(guī)則模型，利用DCS模塊的高級算法程序構建自適應控制、診斷預測控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制等具體程序。結合智能設備層采集的信息數(shù)據(jù)、智能監(jiān)督層的指示，制定發(fā)電站安全運行及滿足環(huán)境、技術、經(jīng)濟指標要求的日常運維管理指南，在確保發(fā)電站生產(chǎn)滿足實際要求的基礎上，提高發(fā)電站運維的安全性，實現(xiàn)經(jīng)濟和環(huán)境雙重目標[1]。

1.3智能監(jiān)控層

智能監(jiān)督層的作用是對發(fā)電站設備資產(chǎn)進行智能化管理，對發(fā)電站生產(chǎn)過程與管理數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)采集和工廠能效基準與評估、運維管理、設備狀態(tài)管理、設備遠程診斷等功能進行監(jiān)督管理。發(fā)電站工廠進行閉環(huán)式管理時，可建立設備物理模型與運維規(guī)則模型，對設備資產(chǎn)等物理實體的虛擬模型進行監(jiān)督控制。智能監(jiān)督層接收的信息主要包括控制層的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、設備層的現(xiàn)場實時信息、決策層的執(zhí)行策略等。

1.4智能決策層

開展大數(shù)據(jù)分析相關的功能的開發(fā)設計，可使管理數(shù)據(jù)信息與生產(chǎn)制造數(shù)據(jù)信息相融合，為倉儲成本分析、智能供應鏈支持和績效評估等決策提供輔助性決策參考，提高發(fā)電企業(yè)精細化管理的水平。智能決策層核心是工業(yè)生產(chǎn)信息大數(shù)據(jù)和運維管理云平臺，與監(jiān)督層結合可對發(fā)電站現(xiàn)場所有生產(chǎn)運維要素進行數(shù)字化管控，實現(xiàn)數(shù)字孿生的目標，將所有的生產(chǎn)制造、運維等管理行為生成數(shù)字孿生體[2]。

2新能源電站智能運維技術措施

2.1建立明確的責任制度

新能源電站的正常運行，離不開所有工作人員的積極參與。只有明確所有工作人員的責任，建立合理的獎懲機制，才能充分調(diào)度工作人員的工作熱情和積極性，保證電站工作的正常運轉(zhuǎn)。首先，電站管理人員在選拔錄用人才時，應站在企業(yè)持續(xù)高效發(fā)展的高度上樹立科學合理的用人理念和做事標準，嚴肅落實工作責任追究制度，完善員工監(jiān)督制度，對于不合格、不作為的管理人員要做到一視同仁，給予相應懲罰。同時，還要建立具體可行的獎懲制度或辦法，以發(fā)現(xiàn)故障問題的數(shù)量、參與運行檢修的次數(shù)、專業(yè)水平考核成績、其他同事的客觀評價等內(nèi)容作為考核標準，嚴格執(zhí)行賞罰制度，確保公平公正、公開透明、有功則賞、有過則罰，只有這樣才能保障電站良好的工作環(huán)境，促進發(fā)電站工作更好地開展。

2.2建立無人機智能巡檢診斷系統(tǒng)

基于可搭載熱紅外成像相機和可見光成像相機的無人機，采集發(fā)電設備運行數(shù)據(jù)信息，針對電站幅員遼闊、地形起伏等特點，利用圖像處理技術和故障檢測技術及最新的圖像處理算法，結合攝影測量技術實現(xiàn)自動探測灰塵、污垢、裂痕、遮擋、發(fā)熱等異常情況，通報異常詳情及精確位置信息，使電站高效的、智能化的完成巡檢工作。

2.3安全生產(chǎn)智能巡檢管理系統(tǒng)

為現(xiàn)場運維人員提供智能檢測、故障診斷、巡檢防誤、操作指導、應急指揮、巡檢記錄、路徑導航、虛擬監(jiān)護和安全預警等功能，提高對新能源電站的感知能力、分析能力、行動能力、處理能力和安全防護能力，打造出新能源發(fā)電行業(yè)的“特種兵”;為中控室和集控中心的管理人員提供遠程監(jiān)督、巡檢管理、專家指導等功能，實現(xiàn)現(xiàn)場與遠程實時互動、高度集成的一體化運維巡檢，提高新能源電站運行管理水平。

2.4日常維護兩大技能

（1）通過智能電能表對新能源電站進行基本判斷。對新能源電站的日常維護，運維人員首先要學會觀看智能電能表，并通過智能電能表對新能源電站數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，以及對運行是否存在故障進行基本判斷。主要是通過電能表屏幕顯示判斷有無市電，通過電能表統(tǒng)計該電站發(fā)電能量。（2）通過逆變器對新能源電站進行基本判斷。運維人員還要學會觀看逆變器顯示數(shù)據(jù)，通過顯示數(shù)據(jù)統(tǒng)計逆變器序列號，統(tǒng)計該電站發(fā)電能量及功率，通過故障燈判斷電站的運行狀態(tài)，通過故障代碼初步判斷故障類型及原因，及時反饋給運維單位，并根據(jù)指令做出基本的操作[3]。

2.5新能源電站設備的檢修管理

需有專業(yè)的人才來完成，因電站中的發(fā)電設備、變電設備運行時都存在很大電流和電壓，操作不當不光會導致設備損壞，嚴重時可能導致電網(wǎng)沖擊以及人員傷亡，故可靠的人才隊伍是檢修、維護工作開展的必須。人才集中管理有利于人才的培養(yǎng)和教育：首先，根據(jù)公司項目設備廠家、型號進行歸類，將檢修人才按照設備廠家和類型進行分類，定期開展相關的培訓、實踐活動，長期檢修相關廠家、型號的設備，可在工作中學習成長、總結經(jīng)驗，提高檢修質(zhì)量和效率;同時公司定期對發(fā)現(xiàn)的問題進行歸類分析、相互學習，從中總結經(jīng)驗，舉一反三、共同進步，如此長期開展，將會不斷培養(yǎng)出一批批專業(yè)人才，提高設備的可利用率。

2.6提高工作人員的綜合素質(zhì)

電站新進檢修人員上崗前必須經(jīng)過有經(jīng)驗員工的現(xiàn)場培訓，對于高端專業(yè)部分必須考取相關專業(yè)證件后才可上崗。電站運檢人員進行設備運檢管理培訓的過程中，首先應進行理論培訓，如新能源電站的設計方案、建設原理、設備調(diào)試和運行，以及設備和電力系統(tǒng)的基礎知識等。同時，設備廠家應專門安排專業(yè)技術人員，并整理一套符合新能源電站特點的技術培訓資料，對培訓人員進行現(xiàn)場指導與培訓，同時對相關設備的技術性能與問題進行詳細講解。另外，還需要有豐富專業(yè)運檢經(jīng)驗的人員或工程師對電站人員進行有效的業(yè)務培訓，并對各電站人員的培訓進行集中統(tǒng)一管理，這樣才能有效地提高設備運檢管理培訓效率，保障新能源電站安全、穩(wěn)定、高效地運行[4]。

結束語

綜上，本文針對風電場、新能源電站等新能源發(fā)電站分布分散、運行環(huán)境復雜、運行成本高、檢修維護不方便等問題，通過集中控制和集中管理的智能運維技術，減少了運行、檢修人員數(shù)量需求，提高相關人員的技能，從而保證設備運行、檢修質(zhì)量，提高設備可利用率，為企業(yè)節(jié)能增效。

參考文獻：

[1]闞學奔.大唐新能源蒙西公司區(qū)域集控中心的運行管理研究[D].華北電力大學（北京），2019.

[2]吳巍.智能化風電場運行維護研究[J].通信電源技術，2020，5.

[3]肖安南，張蔚翔，張超，等.含光伏發(fā)電與儲能的配電網(wǎng)基于源—網(wǎng)—荷互動模式下電壓安全最優(yōu)控制策略[J].電力科學與技術學報，2020，35（2）：120-127.

[4]陳遠揚，黃際元，吳佩穎，等.儲能系統(tǒng)應用于某區(qū)域電網(wǎng)的實例研究[J].湖南電力，2017，37（增刊2）：6-14.

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