为加快构建清洁、低碳、安全、高效能源体系,助力实现我国碳达峰、碳中和的战略目标,《国家能源局关于2021年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》得到了国家和地方政府的大力支持,光伏产业在规模和技术上都取得了飞速发展。2020年风电、光伏发电量占比9.7%,2021年迅速发展到11%,仅2021年上半年光伏新增装机1301万千瓦,后续会逐年提高,到2025年预计可达16.5%。
光伏电站飞速发展的同时也带来了系统生产、运维管理等方面的一系列问题,具体包括:
| 场站面积大、设备多、光伏发电组件复杂;
| 现有控制系统无法对生产数据进行实时监控并有效地统计和分析;
| 巡检工作量大、检修运维效率低、设备问题难以及时发现。
管理现状:
| 各站点运维不规范,没有形成标准化运维管理制度;
| 缺乏完善的运维管理体系,故障排查、维修无法做到快速响应;
| 发电站设备检修、巡视点检、运行数据统计工作量大;
| 站点多面广、人员分散,资源不能有效利用;
| 多种运行模式并存,没有最大发挥效力,无法满足高效管理要求。
信息化现状:
| 系统相互独立,基础数据不能共享,信息孤岛严重;
| 已有信息化系统数据缺乏规范化、标准化手段,不能支撑数据应用的需求。
深圳市球盟会技术股份有限公司基于光伏电站的运维现状分析,提出了物联网+光伏电站智慧运维管理的设计理念,通过智能光伏能效管理平台,打通各光伏站信息孤岛,建立标准化运维管理体系,通过光伏电站实时数据采集、现场组态监控、云平台数据分析、手机App运维的四维一体的整体解决方案,实现众多分布式光伏电站的集中化、集约化和智能化运维管理,推动光伏电站运维的智慧化升级。
通过对光伏站的实时运行数据的自动采集、数据整流、处理、分析、存储,结合球盟会成熟的物联中台技术,利用大数据手段提升数据价值,助力客户将分布的光伏电站集中科学管理,保障业务的科学运行,提升客户光伏电站的管控能力和资源规划能力。
平台主要功能:
平台主要功能模块体现在大屏监控、发电监测、设备管理、故障告警、站点管理等功能模块。
大屏监控:实时监测电站信息、发电运行曲线图、设备告警情况以及运行状况,实现光伏电站运行整体可视化,辅助决策者掌握实时准确的站点信息。
发电监测:对电站重点设备如汇流箱、逆变器、电表,以及所处的环境状态、设备运行状态进行实时监控并有效地统计运行数据,通过发电量辐射量柱状图实现损耗分析、系统效率分析,智能辅助生产运行。
光伏组件分布监控: 实时自动绘制光伏组件的时间功率曲线图以及相同时间段不同光伏组件的输出总功率,自动定位异常光伏组件。
逆变器实时监测: 开展逆变器实时在线监测,确保各项指标都在正常范围内,若相关参数出现异常,可自动关联故障专家库,对逆变器进行实时在线诊断。
汇流箱实时监控: 实时对汇流箱运行状态进行诊断分析,关联逆变器故障专家库,对汇流箱进行实时在线诊断,输出故障原因。
环境实时监控: 光伏电站的发电量大小客观上受太阳辐射量影响,环境监测仪监控主要进行环境数据监测与统计分析。
故障告警:平台在线智能监测电站所有设备,实时定位并准确判断故障告警,通过规则引擎模块,实现设备告警类型、告警模式、告警级别、触发方式以及故障判断的全方位展示,避免“无目的例行巡查”,指导并开展人工现场检测、核验、并消除故障,提升系统运维效率,降低人工运维成本。
设备管理:球盟会Walle物联中台通过定义设备模型和数据模型,快速实现光伏基础设备和物联网设备快速接入,实现集中管理、状态远程监测及智能控制。
1、一站式设备接入、设备管理、监控运维等服务
基于球盟会Walle物联中台的技术架构,可高效、经济地完成设备、服务及应用开发,解决技术栈复杂、协同成本高等难题,加速实现分布式光伏电站能效平台的SaaS构建。
2、实时告警、高效处理
实时自动告警,提高作业效率,降低维护成本。
3、预测趋势、增强价值
平台自动采集数据、通过对历史数据及关联数据进行分析,展示未来发电量及效率趋势,增强客户投资价值。
4、多种措施、保障数据安全
设备接入平设备需登录认证或证书认证,有效防止虚假设备攻击;
数据传输建立IPsec VPN隧道,有效防止数据被截获、篡改和利用;
设备与平台之间基于SSL加密通信,有效防止数据窃取和攻击。