1.智能光伏電站定義

所謂智能化，即減少人的介入、實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化無(wú)人運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)診斷和自動(dòng)修復(fù)，從而提升發(fā)電量，減少維護(hù)成本，提高系統(tǒng)收益。智能光伏電站從整體架構(gòu)上來(lái)說(shuō)更為簡(jiǎn)單，去除易損件，把復(fù)雜功能進(jìn)行整合，去除需要維護(hù)的部件和工作。總體來(lái)說(shuō)，智能光伏能讓電站建設(shè)更加簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)與采購(gòu)環(huán)節(jié)，縮短建設(shè)周期，簡(jiǎn)化備品備件的關(guān)系，提高系統(tǒng)可靠性及發(fā)電量。

智能化經(jīng)歷三個(gè)階段：自動(dòng)化、信息化、智能化。

1.自動(dòng)化

自動(dòng)化是指電站現(xiàn)場(chǎng)減少人工的工作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)成無(wú)易損部件，免維護(hù)，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行問(wèn)題診斷，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)修復(fù);

2.信息化

組串的智能檢測(cè)，信息的高速可靠安全低成本傳輸，后臺(tái)數(shù)據(jù)的高可靠性存儲(chǔ)及監(jiān)視;基于大數(shù)據(jù)的問(wèn)題分析，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出運(yùn)維建議；基于遠(yuǎn)程移動(dòng)運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指導(dǎo)和復(fù)用;基于運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù);基于自動(dòng)報(bào)表系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不同層面的自動(dòng)報(bào)表，在電站內(nèi)通信方式采用5G無(wú)線通信技術(shù)，構(gòu)建智能管理網(wǎng)絡(luò)，在施工運(yùn)維方面，無(wú)需光纖及挖溝鋪光纜、故障定位、維護(hù)簡(jiǎn)單。在管理方面，光伏電站內(nèi)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，智能光伏終端、遠(yuǎn)程協(xié)同運(yùn)維。

3.智能化

(1)光伏產(chǎn)品的智能化

發(fā)展具有優(yōu)化消除陰影遮擋功率損失、失配損失、消除熱斑、智能控制關(guān)斷、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行等功能的智能光伏組件。發(fā)展集電力變換、遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)采集、在線分析、環(huán)境自適應(yīng)等于一體的智能逆變器、控制器、匯流箱、儲(chǔ)能系統(tǒng)、跟蹤系統(tǒng)以及適用于智能光伏系統(tǒng)的電力電子器件等關(guān)鍵部件。

（2）運(yùn)維管理的智能化

實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù),對(duì)于電站業(yè)主，不僅要考慮電站如何維護(hù)，更要考慮電站如何運(yùn)營(yíng)，主動(dòng)地優(yōu)化電站的運(yùn)行狀態(tài)，比如通過(guò)5點(diǎn)4段的PR分析，把每一段組件+線纜、逆變器、箱變、升壓段的線損等所有的電站綜合起來(lái)分析，通過(guò)橫向和縱向的分析，把效率低的電站的和階段找出來(lái)，進(jìn)行優(yōu)化。

通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，對(duì)所有的組串和設(shè)備做離散分析，把異常但是沒(méi)有出問(wèn)題告警的組串/設(shè)備識(shí)別出來(lái)，比如一個(gè)熱斑，系統(tǒng)可能沒(méi)有告警，但是已經(jīng)比其他組串落后，就可以通過(guò)離散分析找出來(lái)，進(jìn)行預(yù)測(cè)性的維護(hù)，這就是主動(dòng)經(jīng)營(yíng)的應(yīng)用。此外，還可以通過(guò)設(shè)備間的對(duì)比分析，以及設(shè)備長(zhǎng)期以來(lái)的效率和故障統(tǒng)計(jì)，進(jìn)行設(shè)備的評(píng)估，為未來(lái)的設(shè)備選型和方案設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)參考。

在電站現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需人員值班，在總部集中實(shí)施監(jiān)控、分析即可。當(dāng)電站出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，主動(dòng)將告警與修復(fù)建議推送值守人員，值守人員可完全按照指示處理，快速提交閉環(huán)。遇到復(fù)雜問(wèn)題，可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)狀況實(shí)時(shí)回傳，包括視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等信息，數(shù)據(jù)回傳至云數(shù)據(jù)中心，由數(shù)據(jù)中心進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)保障現(xiàn)場(chǎng)人員安全、規(guī)范修復(fù)故障流程、處理結(jié)果迅速閉環(huán)。

很多集中式電站中，組串發(fā)生問(wèn)題都發(fā)現(xiàn)不了，發(fā)電量的損失根本都找不回來(lái)。結(jié)合智能光伏控制器的組串級(jí)的監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，另外通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的分析，能夠地發(fā)現(xiàn)是哪個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，還能根據(jù)預(yù)制和運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)得來(lái)的措施，提出處理建議，讓運(yùn)維人員有目的的上站，一次性解決問(wèn)題，避免來(lái)回排查、取設(shè)備等。

4.智能化光伏電站的構(gòu)成

光伏電站智能化構(gòu)成可分為3個(gè)層次：底層——設(shè)備硬件智能化(包括光伏組件、逆變器、配電裝置等);中間層——光伏電站生產(chǎn)監(jiān)控管理功能智能化及發(fā)電優(yōu)控制;頂層——大區(qū)域決策服務(wù)。

{1} 底層——光伏場(chǎng)內(nèi)硬件設(shè)備，應(yīng)配置智能光伏控制器，控制器應(yīng)能精細(xì)實(shí)現(xiàn)沒(méi)錄光伏電池組串的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，對(duì)輸入的每一路進(jìn)行立的電壓電流檢測(cè)，提高檢測(cè)精度，為準(zhǔn)確定位故障與提高運(yùn)維效率奠定了基礎(chǔ);MPPT路數(shù)更多，能實(shí)現(xiàn)能量的精細(xì)化管理;采用的傳感裝置，更高的數(shù)據(jù)精度，提升電站系統(tǒng)的發(fā)電量和維護(hù)性。

（2）中間層——光伏電站智能化運(yùn)維系統(tǒng)，基本分為智能光伏監(jiān)控系統(tǒng)電站和智能光伏生產(chǎn)管理系統(tǒng)兩部分。系統(tǒng)之間真正的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)信息管理系統(tǒng)與各子站的信息互通。整個(gè)系統(tǒng)按照“一體化”設(shè)計(jì)原則，在統(tǒng)一的通信平臺(tái)上，配置一體化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電站各類設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。

（3）、頂層——總部或區(qū)域集控運(yùn)維中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各電站進(jìn)行集中管理，提高電站的管理和運(yùn)維效率，提升發(fā)電量，降低管理成本;基于云計(jì)算平臺(tái)，具備管理數(shù)十吉瓦、數(shù)百電站的數(shù)據(jù)接入能力，支持25年，數(shù)百TB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，完備的權(quán)限控制和鑒權(quán)機(jī)制，數(shù)據(jù)安全;支持多種電站接入，擴(kuò)展介入新電站，將位于各地的多個(gè)電站當(dāng)作本地邏輯電站進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)小的放大管，散的集中管，遠(yuǎn)的拉近管的運(yùn)維機(jī)制。分析各電站全年和各月發(fā)電計(jì)劃完成情況、運(yùn)維投入情況，輔助領(lǐng)導(dǎo)決策分析;匯總多個(gè)電站生產(chǎn)數(shù)據(jù)、融合分析、形成一整套跨點(diǎn)站的KPI指標(biāo)來(lái)評(píng)估電站的運(yùn)營(yíng)情況，評(píng)估電站的運(yùn)行健康狀態(tài)，快速找出短板，給出優(yōu)化建議。

隨著我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展日趨成熟，光伏電站運(yùn)行場(chǎng)景逐漸多樣化，在此情況下，提升光伏電站發(fā)電量，保障電站安全運(yùn)行成為電站業(yè)主基本的訴求。光伏電站智能化，不僅為不同地區(qū)、不同場(chǎng)景的電站提供契合自身的解決方案，在降低運(yùn)維成本，提高光伏電站收益方面更具優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)智慧能源產(chǎn)業(yè)體系的重要組成部分，也是光伏發(fā)展的新趨勢(shì)。

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