基於(yu)物聯(lian)網及(ji)雲平(ping)臺的(de)光(guang)伏(fu)運維(wei)系統(tong)

光(guang)伏(fu)背景(jing)及(ji)用戶(hu)痛(tong)點

隨著全球氣(qi)候變暖、環(huan)境汙染(ran)以(yi)及(ji)化石能源(yuan)的(de)逐漸(jian)枯竭(jie)，世界各(ge)國積(ji)極開發 利(li)用可(ke)再(zai)生能源(yuan)和新(xin)能源(yuan)來(lai)替代傳統(tong)化石能源(yuan)。我國(guo)是能源(yuan)消費大國，具(ju)有(you)"富煤、貧油(you)、少(shao)氣(qi)"的(de)能源(yuan)結構現(xian)狀以(yi)及(ji)經濟增(zeng)長(chang)和環(huan)境保(bao)護(hu)的(de)雙重任務(wu)，使得能源(yuan)結構調(tiao)整成(cheng)為(wei)我(wo)國能源(yuan)發展(zhan)的(de)重要任務(wu)之(zhi)壹。2016年12月(yue)，國家(jia)發展(zhan)改革(ge)委(wei)下(xia)發《可(ke)再(zai)生能源(yuan)發展(zhan)“十三五(wu)"規劃》，其(qi)中提出(chu)，實現(xian)非(fei)化石能源(yuan)在2020 年(nian)和2030年(nian)分(fen)別(bie)占壹(yi)次能源(yuan)消費比重15％和(he)20％的(de)目標(biao)。到(dao)2020年底，全國(guo) 太陽能發電(dian)並(bing)網裝(zhuang)機(ji)確(que)保(bao)實現(xian)1．1億(yi)千瓦(wa)以上(shang)。這表明在“十三五(wu)"及(ji)未(wei)來(lai)較(jiao)長(chang)段時(shi)期，可(ke)再(zai)生能源(yuan)的(de)需(xu)求(qiu)增(zeng)長(chang)較快(kuai)，市(shi)場(chang)前景廣(guang)闊。 近年來(lai)，在(zai)新(xin)能源(yuan)光(guang)伏(fu)發電(dian)領(ling)域(yu)，隨(sui)著(zhe)國家(jia)政策的(de)大力扶(fu)持，以(yi)及(ji)相對開(kai)放(fang) 利好的(de)市場環(huan)境，投(tou)資(zi)光(guang)伏(fu)發電(dian)的(de)企業集團(tuan)數量(liang)及(ji)集團(tuan)下新(xin)建(jian)的(de)光(guang)伏(fu)電站數(shu)量(liang)、 規模都在(zai)逐(zhu)年增(zeng)加。但(dan)在光(guang)伏(fu)發電(dian)行業欣欣向(xiang)榮(rong)的(de)發展(zhan)背景(jing)下(xia)，存(cun)在著諸(zhu)多問(wen)題(ti)， 尤(you)其(qi)是發電(dian)集團(tuan)對所(suo)管(guan)轄光(guang)伏(fu)電站的(de)運維(wei)管理問(wen)題(ti)，大多(duo)數(shu)光(guang)伏(fu)發電(dian)集團(tuan)的(de)運維(wei) 管理水(shui)平(ping)或手(shou)段(duan)都(dou)遠(yuan)遠(yuan)不能匹(pi)配(pei)其(qi)電站建(jian)設(she)的(de)速度(du)。再加之(zhi)光(guang)伏(fu)電站地理位(wei)置(zhi)分(fen)散、電站面(mian)積(ji)大、專業人(ren)員相對稀(xi)缺等特點和(he)現(xian)狀，導致了(le)各(ge)光(guang)伏(fu)發電(dian)企(qi)業集團(tuan)的(de)光(guang)伏(fu)電站生產管理能力不足(zu)，光(guang)伏(fu)電站發電(dian)效(xiao)率低下(xia)，企業利(li)潤(run)得(de)不到可(ke)靠(kao)保(bao)障。

主(zhu)要體現在如(ru)下幾個(ge)方(fang)面(mian)： 

(1)在(zai)管(guan)理上(shang)，集團(tuan)壹般(ban)只(zhi)能通過(guo)滯後(hou)的(de)報表來(lai)了(le)解集團(tuan)或各(ge)電站的(de)經營情(qing)況，嚴重(zhong)影響(xiang)企(qi)業的(de)經營和(he)決策。

(2)在(zai)企業資(zi)產利用率方(fang)面(mian)，集團(tuan)化運營下(xia)的(de)各(ge)光(guang)伏(fu)電站及(ji)其(qi)產生的(de)大量 數(shu)據實際(ji)上(shang)已(yi)成為(wei)企(qi)業的(de)無(wu)形(xing)資產，但(dan)由(you)於(yu)沒(mei)有(you)有(you)效(xiao)地整合利用，經常被閑(xian)置(zhi)浪(lang)費。

(3)在運維(wei)方(fang)面(mian)，是(shi)以(yi)故(gu)障驅(qu)動(dong)的(de)“被動運(yun)維(wei)"模式(shi)，即只(zhi)有(you)故(gu)障發生了(le)， 才去解決故(gu)障，這種被動運(yun)維(wei)模式(shi)給發電(dian)企(qi)業帶(dai)來(lai)重(zhong)大(da)損(sun)失。

(4)在設備檢修(xiu)方(fang)面(mian)，主(zhu)要還是以預(yu)防性(xing)檢修(xiu)為(wei)主(zhu)的(de)定期檢修(xiu)，易(yi)導(dao)致對設(she)備過(guo)修(xiu)或(huo)失(shi)修(xiu)。

將(jiang)雲(yun)計(ji)算(suan)、大(da)數(shu)據、移動(dong)通信(xin)技(ji)術(shu)與(yu)光(guang)伏(fu)電站運(yun)維(wei)的(de)實際(ji)業務(wu)需(xu)求(qiu)相結合，運用光(guang)伏(fu)電站在(zai)日(ri)常運(yun)行過(guo)程(cheng)中產生的(de)海(hai)量(liang)數(shu)據對設(she) 備發電(dian)量(liang)進行預(yu)測(ce)，對(dui)可(ke)能產生的(de)故(gu)障進行預(yu)警(jing)，對實際(ji)發生的(de)故(gu)障進行準確(que)定位(wei)，對(dui)光(guang)伏(fu)電站進行健康(kang)檢查和對標(biao)，從而實現(xian)光(guang)伏(fu)電站運(yun)維(wei)規範化、智能化、專業化。系統研究(jiu)成功與推(tui)廣將(jiang)對提升光(guang)伏(fu)電站智能運(yun)維(wei)水平(ping)，提高光(guang)伏(fu)電站運(yun) 維(wei)效率具(ju)有(you)重(zhong)要意義。

(1)運(yun)用大數據技(ji)術(shu)，開(kai)創(chuang)大(da)數(shu)據驅(qu)動(dong)的(de)運維(wei)模式(shi)，實現(xian)智能運(yun)維(wei)。基於(yu)設(she)備實時(shi)運(yun)行數據和生產過(guo)程(cheng)數據進行分(fen)析，實現(xian)故(gu)障告(gao)警(jing)、對標(biao)分(fen)析、發電(dian)量(liang)預(yu)測(ce)等功能，根(gen)據電站運(yun)行的(de)實時(shi)狀(zhuang)態(tai)自動(dong)組織(zhi)日(ri)常生產，各(ge)級管理人(ren)員和(he)現場檢修(xiu)人(ren)員依(yi)據內(nei)置的(de)管理要求和生產規範高效(xiao)運(yun)維(wei)。

(2)采用雲計(ji)算(suan)技(ji)術(shu)，實現(xian)多(duo)級管控模式(shi)下的(de)集分(fen)析、監(jian)管(guan)、生產於(yu)壹(yi)體(ti)的(de)集中平(ping)臺。通過(guo)雲(yun)計(ji)算(suan)技(ji)術(shu)，實現(xian)集團(tuan)、區域(yu)、電(dian)站多(duo)級管控模式(shi)，上(shang)下聯(lian)動，層(ceng)層(ceng)穿(chuan)透，權責清晰(xi)，協同運維(wei)。形成(cheng)了(le)集遠(yuan)程(cheng)監(jian)管(guan)、智能分(fen)析和日常生產於(yu)壹(yi)體(ti)的(de)智 能集中運(yun)維(wei)平(ping)臺，為(wei)光(guang)伏(fu)電站電(dian)力生產歸(gui)口(kou)部門和(he)各(ge)級生產人(ren)員提供了(le)統壹的(de)工(gong)作界面(mian)，解決了(le)原來(lai)多(duo)級部署帶(dai)來(lai)的(de)數據存儲混(hun)亂(luan)，應(ying)用平(ping)臺多(duo)異(yi)，系(xi)統(tong)管(guan)理任 務(wu)繁重等諸(zhu)多問(wen)題(ti)，提升光(guang)伏(fu)運維(wei)企業整(zheng)體(ti)運維(wei)管理水(shui)平(ping)。

(3)采用移動通信(xin)技(ji)術(shu)，實現(xian)少(shao)人(ren)值(zhi)守(shou)和(he)高效(xiao)運(yun)維(wei)。 平(ping)臺通過(guo)實時(shi)采集電站相關設(she)備數(shu)據，快速準確(que)的(de)定位(wei)故(gu)障，依(yi)據故(gu)障的(de)等 級，及(ji)時報警(jing)並通知區(qu)域(yu)／電(dian)站運(yun)維(wei)人(ren)員進行消缺。解決因為(wei)電(dian)站設(she)備分(fen)散較廣 而(er)導致的(de)運維(wei)效率低下(xia)問(wen)題(ti)。

(4)科學指標(biao)評(ping)價體(ti)系(xi)，提升集團(tuan)電站整(zheng)體(ti)運營水(shui)平(ping)與發電(dian)收(shou)益。

(5)大(da)數(shu)據智能分(fen)析，為(wei)集團(tuan)優(you)化管理、投(tou)資(zi)規(gui)劃、設備選型(xing)等提供決策支持。

系統功能

光(guang)伏(fu)電站運(yun)維(wei)雲平(ping)臺主(zhu)要包含(han)的(de)功能有(you)：在(zai)線監(jian)測(ce)、能效(xiao)分(fen)析、統計(ji)報表、運維(wei)管 理、系(xi)統(tong)設(she)置等，需(xu)提供實用且(qie)高效(xiao)的(de)應用功能，提高電(dian)站運(yun)維(wei)水平(ping)，提高發電(dian)量(liang)，提 升電(dian)站的(de)整體投(tou)資收(shou)益。

(1) 在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)。主(zhu)要包括(kuo)系(xi)統(tong)概覽、用戶(hu)中(zhong)心、設(she)備曲(qu)線及(ji)逆變器實時(shi)監(jian)測(ce)，需(xu)完 成(cheng)對(dui)光(guang)伏(fu)各(ge)設備電(dian)參數(shu)的(de)采集，包括(kuo)：電(dian)壓(ya)、電(dian)流、功率、溫度(du)和頻率等，並(bing)進行實時(shi) 監(jian)測(ce)，各(ge)功能具(ju)體(ti)需(xu)求(qiu)分(fen)析如表所(suo)示(shi)。

(2) 能效(xiao)分(fen)析。主要包括(kuo)：報警(jing)分(fen)析、負荷(he)分(fen)析、設備用電量對比(bi)、逆變器發電(dian)量(liang) 對比(bi)，數據進行可(ke)視(shi)化呈現，其(qi)各(ge)功能具(ju)體(ti)需(xu)求(qiu)分(fen)析如表所(suo)示(shi)。

(3) 統計(ji)報表。主要包括(kuo)逆變器發電(dian)量(liang)報表、設備用電量報表、負荷(he)統(tong)計(ji)報表，並支持報表導出為(wei) excel 格(ge)式(shi)，其(qi)各(ge)功能具(ju)體(ti)需(xu)求(qiu)分(fen)析如表所(suo)示(shi)。

(4) 運維(wei)管理。主(zhu)要包括(kuo)運(yun)維(wei)信(xin)息(xi)管(guan)理、設(she)備巡(xun)檢，其(qi)中運(yun)維(wei)信(xin)息(xi)管(guan)理是(shi)分(fen)為(wei)管(guan)理運(yun)維(wei)人(ren)員和(he)運維(wei)單位(wei)信(xin)息(xi)。設(she)備巡(xun)檢的(de)功能需(xu)求(qiu)為(wei)用戶(hu)編(bian)輯和管(guan)理設(she)備巡(xun)檢計(ji)劃，並能根(gen)據用戶(hu)設(she)定的(de)日期進行提醒。

(5) 系統(tong)設(she)置。包括(kuo)用戶(hu)管(guan)理、系(xi)統(tong)角(jiao)色和(he)菜(cai)單，主(zhu)要功能需(xu)求(qiu)為(wei)管(guan)理用戶(hu)組別(bie)、權限及(ji)系統功能菜(cai)單的(de)調整。

系(xi)統結構

   在(zai)光(guang)伏(fu)變電站安裝(zhuang)逆變器、以(yi)及(ji)多功能電(dian)力計(ji)量儀(yi)表，通過(guo)網關將(jiang)采集的(de)數據上(shang)傳至(zhi)服務(wu)器(qi)，並將數據進行集中存(cun)儲管(guan)理。用戶(hu)可(ke)以(yi)通過(guo)PC訪(fang)問(wen)平(ping)臺，及(ji)時獲取(qu)分(fen)布式(shi)光(guang)伏(fu)電站的(de)運行情況以及(ji)各(ge)逆變器運(yun)行狀況。平(ping)臺整(zheng)體結(jie)構如(ru)圖所(suo)示(shi)。