淺析光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)的基本功能和智能巡檢

吳金偉 茅曉強(qiáng)

摘? 要：新能源電站智能運(yùn)維系統(tǒng)是在新能源電站智能化設(shè)備快速發(fā)展與普及應(yīng)用、泛在物聯(lián)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)以及AI技術(shù)在電力系統(tǒng)中充分應(yīng)用的前提下，發(fā)展起來(lái)的服務(wù)于新能源電站運(yùn)維管理、提升新能源電站發(fā)電能力、保障人員、設(shè)備及生產(chǎn)安全的運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)。

隨著新能源電站裝機(jī)量快速增加，伴隨著后運(yùn)維時(shí)代到來(lái)，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，無(wú)人機(jī)巡檢、無(wú)人機(jī)熱斑檢測(cè)、智能清洗系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了新能源電站運(yùn)維工作的快速發(fā)展，同時(shí)也對(duì)新能源電站的運(yùn)維與智能化系統(tǒng)提出了更高的要求。

本文通過(guò)光伏智能運(yùn)維系統(tǒng)的基本功能和智能巡檢兩個(gè)方面進(jìn)行分析和闡述，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智能 ;運(yùn)維; 監(jiān)控; 巡檢

1光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)的基本功能

1.1智慧巡檢

智慧巡檢按區(qū)域分為光伏區(qū)巡檢與升壓站巡檢;按照巡檢執(zhí)行對(duì)象分為數(shù)字巡檢與機(jī)器人（無(wú)人機(jī)）巡檢。

無(wú)人機(jī)巡檢，依托智能巡檢無(wú)人機(jī)，對(duì)光伏區(qū)組件及其他重要設(shè)備，如升壓站設(shè)備等進(jìn)行視頻、拍照、熱斑檢測(cè)等巡檢，同時(shí)把巡檢的內(nèi)容和實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果同步存入智慧巡檢平臺(tái)，為數(shù)據(jù)對(duì)比及運(yùn)維改進(jìn)提供數(shù)據(jù)。巡檢機(jī)器人則主要完成升壓站日常的巡檢工作，通過(guò)視頻、照片等形式傳送巡檢內(nèi)容。

數(shù)字巡檢，由大數(shù)據(jù)平臺(tái)自動(dòng)巡檢模塊負(fù)責(zé)，通過(guò)定期的數(shù)據(jù)讀取結(jié)合設(shè)定的需抓取數(shù)據(jù)的設(shè)備及業(yè)務(wù)規(guī)劃，對(duì)新能源電站的全部設(shè)備進(jìn)行巡檢，并生成巡檢報(bào)告。結(jié)合巡檢報(bào)告結(jié)果，可進(jìn)一步展開(kāi)無(wú)人機(jī)巡檢與機(jī)器人巡檢等巡檢工作，或根據(jù)人工檢修工單，對(duì)故障工作進(jìn)行人工作業(yè)的處理。

1.2智慧診斷

智慧診斷是基于AI人工智能和全站數(shù)字化的一種診斷新技術(shù)，是綜合利用設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)，如故障設(shè)備運(yùn)行模型，環(huán)境及地形的數(shù)字建模等，建立起電站診斷模型，隨后對(duì)環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備生產(chǎn)能力數(shù)據(jù)等進(jìn)行大數(shù)據(jù)運(yùn)算，得出設(shè)備動(dòng)態(tài)得分，按得分不同劃分為正常、預(yù)警、異常、故障四種狀態(tài);結(jié)合設(shè)備上下級(jí)設(shè)備連接關(guān)系，對(duì)預(yù)警、異常、故障狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)行復(fù)核，最終給出設(shè)備運(yùn)行診斷報(bào)告。

1.3智能預(yù)警

智能預(yù)警基于設(shè)備預(yù)警、發(fā)電預(yù)警、清洗預(yù)警等智能模塊的計(jì)算結(jié)果，綜合可研氣象數(shù)據(jù)與未來(lái)的氣象預(yù)測(cè)信息，對(duì)全站運(yùn)維工作進(jìn)行預(yù)警判斷與管理。

1.4智能發(fā)電

智能發(fā)電，基于光功率預(yù)測(cè)，可研輻照數(shù)據(jù)，實(shí)際電表采集數(shù)據(jù)、發(fā)電損失及生產(chǎn)指標(biāo)的發(fā)電量要求等數(shù)據(jù)，對(duì)電站發(fā)電量完成能力、完成情況進(jìn)行運(yùn)算，并給以預(yù)警。

智能發(fā)電模塊，以多種維度對(duì)電站發(fā)電能力進(jìn)行橫向、縱向?qū)Ρ扰c深度挖掘，并生產(chǎn)相應(yīng)報(bào)告。智能發(fā)電模塊也會(huì)對(duì)故障、工單、任務(wù)等進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析的，客觀反映電站運(yùn)維能力、人均運(yùn)維工作量、搶修恢復(fù)時(shí)間等指標(biāo)數(shù)據(jù)。

2光伏電站智能巡檢功能

智能巡檢解決方案，針對(duì)發(fā)電站巡檢作業(yè)特點(diǎn)，以無(wú)人機(jī)、巡檢機(jī)器人為基礎(chǔ)，結(jié)合自動(dòng)巡航構(gòu)建、熱成像檢測(cè)、視頻結(jié)構(gòu)化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，綜合完成智能化的巡檢任務(wù)。從資源管理到計(jì)劃制定，從數(shù)據(jù)（圖像）采集到數(shù)據(jù)（圖像）處理，從數(shù)圖分析到系統(tǒng)預(yù)警，從缺陷發(fā)現(xiàn)到消除缺陷管理，整個(gè)運(yùn)檢過(guò)程體系化、智能化、可視化，形成完整的運(yùn)檢解決方案。

2.1變配電區(qū)域機(jī)器人智能巡檢

2.1.1自主導(dǎo)航

可以采用融合多種傳感器的slam導(dǎo)航技術(shù)，采用ARM+GPU的超算平臺(tái)作為硬件支持，提供強(qiáng)大的計(jì)算能力，結(jié)合激光雷達(dá)、超聲波測(cè)距傳感器等多種傳感器數(shù)據(jù)。相較于磁導(dǎo)航技術(shù)，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)路徑的規(guī)劃和應(yīng)變能力更強(qiáng)，巡檢區(qū)域覆蓋率也更高。通過(guò)超聲波避障傳感器，自動(dòng)識(shí)別導(dǎo)航路徑上出現(xiàn)的異物，保障巡檢導(dǎo)航工作的安全可靠。

前期可通過(guò)高精度激光雷達(dá)，對(duì)配電室等整體布局進(jìn)行掃描，構(gòu)建數(shù)字地圖，并按配電室等場(chǎng)所內(nèi)儀表分布、測(cè)溫點(diǎn)分布以及環(huán)境監(jiān)測(cè)要求設(shè)置固定的檢測(cè)點(diǎn)。支持自動(dòng)充電，電壓低于閾值后可自動(dòng)返回充電座進(jìn)行充電。支持一鍵返航、暫停/恢復(fù)巡檢等輔助功能。

巡檢機(jī)器人通過(guò)人工規(guī)劃路徑或自動(dòng)計(jì)算最短路徑，按照巡檢任務(wù)要求，依次到達(dá)指定位置進(jìn)行儀表識(shí)別、測(cè)溫等任務(wù)。

2.1.2巡檢任務(wù)

巡檢任務(wù)內(nèi)容包括設(shè)備的外觀、運(yùn)行的聲音、變壓器油的溫度和油位、電氣開(kāi)關(guān)的實(shí)際狀態(tài)等。傳統(tǒng)的人工巡檢，需要運(yùn)維人員定期攜帶各類(lèi)手持式巡檢設(shè)備進(jìn)行巡檢，采用巡檢機(jī)器人后可大大減輕巡檢人員的工作負(fù)擔(dān)，起到減員增效的作用。

2.1.3紅外測(cè)溫

巡檢機(jī)器人搭載的先進(jìn)的進(jìn)口紅外相機(jī)，對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行紅外普測(cè)和精確測(cè)溫，并將測(cè)溫結(jié)果回傳到后臺(tái)監(jiān)控中心進(jìn)行顯示，實(shí)時(shí)對(duì)溫度異常進(jìn)行報(bào)警。

機(jī)器人紅外普測(cè)，是通過(guò)預(yù)先設(shè)置多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，由運(yùn)維人員設(shè)置紅外普測(cè)任務(wù)，代替人工對(duì)設(shè)備進(jìn)行整體性掃描式溫度采集，并有效避免區(qū)域設(shè)備被遺漏。使用巡檢機(jī)器人進(jìn)行精確測(cè)溫，運(yùn)維人員綜合機(jī)器人巡檢能力以及測(cè)溫覆蓋率和準(zhǔn)確性，分析總結(jié)每類(lèi)設(shè)備可能發(fā)生缺陷的關(guān)鍵測(cè)溫點(diǎn)，并在機(jī)器人客戶端設(shè)定相應(yīng)的測(cè)溫點(diǎn)位。

2.1.4環(huán)境異常監(jiān)控

巡檢機(jī)器人通過(guò)搭載的多種先進(jìn)數(shù)據(jù)采集傳感器，提供溫度、濕度、風(fēng)速、PM2.5等多種環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù);同時(shí)通過(guò)可見(jiàn)光相機(jī)拍攝、電臺(tái)傳輸，將機(jī)器人在環(huán)境內(nèi)所拍攝的視頻傳輸至后臺(tái)監(jiān)控中心顯示，檢查設(shè)備連接處是否有外觀損壞是否有漏氣漏油現(xiàn)象，可重點(diǎn)監(jiān)控門(mén)窗、防鼠板、墻壁、頂棚等外觀，發(fā)現(xiàn)異常狀態(tài)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上報(bào)報(bào)警信息，實(shí)時(shí)保障配電室工作環(huán)境的安全。

3 總結(jié)

通過(guò)以上對(duì)光伏電站智能運(yùn)維系統(tǒng)需具備功能的闡述，從技術(shù)層面能夠更清晰的了解智能化運(yùn)維應(yīng)用到日常生產(chǎn)管理中的各個(gè)場(chǎng)景，不僅節(jié)省人工提高工作效率還能第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并及時(shí)處理從而提高發(fā)電效益減少損失。

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