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光伏电站运维检修技术现状与发展趋势光伏监控系统

更新时间:2023-11-08   点击次数:426次

光伏电站的运维检修目前面临诸多挑战,包括人力密集的运维方式、设备老化问题、缺乏有效的数据支持、运维标准化程度不高、环境因素影响大和难以做到实时监控及及时反应等。这些问题不仅增加了运维的难度和成本,也影响了电站的发电效率和稳定性。198.2138.0729

在未来,光伏电站的运维检修将朝向数字化、智能化、远程和无人化、环境友好和可持续、技术培训和教育、以及标准化和规范化等方向发展。具体来说,将利用数据采集与分析、智能故障预测与诊断、远程监控与控制、智能优化和预测性维护等技术提升运维效率和质量,减少人力成本。同时,追求环保和可持续的运维方式,强化技术培训和教育,以及实施标准化和规范化的运维流程,以确保电站的正常运行和长期稳定性。

随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展和应用,光伏电站的运维检修工作将更加智能、自动和高效,为推动光伏行业的可持续发展,实现清洁能源的广泛应用提供重要支持。

一、运维检修现状

随着可再生能源在全球能源格局中的地位日益提升,光伏电站逐渐成为重要的能源供应方。然而,随着电站规模的增加和设备的老化,运维检修工作的复杂性和难度也在不断上升,这已经成为制约光伏电站持续、稳定发电的重要因素。

目前,光伏电站运维主要依靠人工进行,这种人力密集型的方式效率低下,易出错,且人力成本高昂。设备的老化问题、缺乏有效的数据支持,以及运维标准化程度不高等问题,也对运维工作的效率和质量带来了挑战。同时,环境因素的影响以及实时监控和及时反应的困难,进一步加剧了运维工作的难度。目前光伏电站中运维检修的主要问题现状有:

1.人力密集型:

传统的光伏电站运维主要依赖人工进行。运维人员需要定期对电站进行巡检,检查设备的运行状态,发现并处理问题。这种方式人力成本高,效率低,且容易出错。

2.设备老化问题:

随着光伏电站运行时间的增加,设备会出现老化问题,导致发电效率降低。因此,如何通过有效的运维,延长设备的使用寿命,提高发电效率,是运维工作的重要任务。

3.缺乏有效的数据支持:

尽管一些大型光伏电站已经开始使用数据采集设备,收集电站的运行数据,但是,如何有效利用这些数据,进行故障预测和诊断,还是一个挑战。

4.标准化程度不高:

目前,光伏电站的运维工作还缺乏统一的标准和规范,各地的运维方式、方法和工具都存在差异,这给提高运维效率和质量带来了困难。

5.环境因素影响大:

光伏电站的运行状态受到环境因素的影响,如光照强度、温度、湿度、风速等,这些都会影响电站的发电效率和设备的运行状态。

6.难以做到实时监控和及时反应:

由于人力和技术的限制,光伏电站往往难以实现实时监控和及时反应。当出现故障时,往往需要一段时间才能发现并处理,这会影响电站的发电效率。

二、运维检修的未来发展方向

我们站在新的起点上,面对新的挑战,如何创新和提升光伏电站的运维检修能力,将是我们未来必须面对和解决的问题。希望通过我们的努力,可以推动光伏电站运维检修工作的发展,助力清洁能源的稳定供应,为应对全球气候变化做出我们的贡献。其中,光伏电站作为清洁能源的重要组成部分,正受到越来越多的关注。然而,如何保证光伏电站的正常运行,优化运维工作,成为了我们面临的重大问题。展望未来,我们期待看到光伏电站运维检修走向更高效、智能和环保的方向。我们相信,这将是一个融合传统经验和科技,以人为本,兼顾可持续发展的新时代。以下是光伏电站运维检修的未来发展的几个方向:

1.数字化和智能化:

随着科技的进步,数字化和智能化的趋势正在越来越明显地影响着光伏电站的运维检修技术。这主要体现在以下几个方面:

a.数据采集与分析:通过安装各类传感器和设备,实时收集光伏电站的运行数据,如光照强度、温度、湿度、电压、电流、功率等,并将这些数据上传到云端进行存储和分析。数据采集与分析能帮助运维人员了解电站的运行状态,及时发现并处理问题。

b.智能故障预测与诊断:通过机器学习和深度学习技术,根据历史数据和当前数据,预测电站可能出现的故障,并对故障进行智能诊断,找出故障的原因,以便及时采取措施进行处理。

c.远程监控与控制:通过物联网技术,实现电站的远程监控和控制。运维人员可以通过电脑或手机,随时随地查看电站的运行状态,进行故障处理,甚至调整设备的运行参数。

d.智能优化:通过大数据和人工智能技术,根据电站的运行数据和环境数据,自动优化电站的运行策略,如调整设备的角度、改变设备的运行模式等,以提高发电效率。

e. 预测性维护:通过大数据和人工智能技术,预测设备可能出现的问题,然后提前进行维护,以防止故障的发生,延长设备的使用寿命。

2.远程和无人化运维:

通信技术的发展使得远程运维成为可能,无人机和机器人技术的进步又推动了无人化运维的实现。在远程运维中,运维人员可以通过互联网,在办公室或家中就能对光伏电站进行监控和管理,实现故障的及时发现和处理。无人机和机器人可以代替人工进行电站的日常巡检,通过搭载的摄像头和传感器,对电站的设备状态和环境进行监测,并通过无线通信技术,把监测的数据传输给远程的运维人员。此外,机器人还可以进行一些简单的维修工作,如更换故障部件等。

3.环境友好和可持续发展:

随着全球对环保和可持续发展的关注度提高,光伏电站的运维检修技术也需要与时俱进。这包括以下几个方面:第一,选择环保的材料和技术。例如,在清洁太阳能板时,可以使用无毒无害的清洁剂,以减少环境污染。第二,减少能源消耗。在运维过程中,可以使用节能的设备和工具,如电动工具,以减少能源消耗。第三,废弃物处理。对于废弃的太阳能板和其他设备,需要进行合理的处理,如回收利用或者环保处理,以减少对环境的影响。

4.技术培训和教育:

随着运维技术的发展,对运维人员的技术要求也在提高。在这种情况下,技术培训和教育显得尤为重要。运维人员需要通过培训和学习,掌握新的知识和技能,以应对更复杂的运维任务。此外,培训和教育也可以提高运维人员的安全意识,从而降低运维过程中的安全风险。

5.标准化和规范化:

随着光伏电站数量的增长,运维检修的标准化和规范化也变得越来越重要。标准化可以确保所有的电站都采用相同的运维流程和技术,从而提高运维的效率和效果。规范化则可以确保运维工作的安全和质量,避免因为个别人员的失误而导致的故障。标准化和规范化的实现,需要制定相关的标准和规则,同时还需要进行严格的监督和执行。

总结而言,光伏电站未来运维技术的发展方向将围绕着数字化、智能化和自动化展开。随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断进步,我们将能够实现对光伏电站运行状态的全面监测和预测,实时优化运行策略,提高电站的发电效率和运维效益。同时,基于机器学习和自主控制技术的应用,将大幅减少人工干预和运维成本,使光伏电站更加可持续和可靠。运维平台介绍

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台通过监测光伏站点的逆变器设备,气象设备以及摄像头设备、帮助用户管理分散在各地的光伏站点。主要功能包括:站点监测,逆变器监测,发电统计,逆变器一次图,操作日志,告警信息,环境监测,设备档案,运维管理,角色管理。用户可通过WEB端以及APP端访问平台,及时掌握光伏发电效率和发电收益。

应用场所

目前我国的两种分布式应用场景分别是:广大农村屋顶的户用光伏和工商业企业屋顶光伏,这两类分布式光伏电站今年都发展迅速。

系统结构

在光伏变电站安装逆变器、以及多功能电力计量仪表,通过网关将采集的数据上传至服务器,并将数据进行集中存储管理。用户可以通过PC访问平台,及时获取分布式光伏电站的运行情况以及各逆变器运行状况。平台整体结构如图所示。

系统功能

AcrelCloud-1200分布式光伏运维云平台软件采用B/S架构,任何具备权限的用户都可以通过WEB浏览器根据权限范围监视分布在区域内各建筑的光伏电站的运行状态(如电站地理分布、电站信息、逆变器状态、发电功率曲线、是否并网、当前发电量、总发电量等信息)。

光伏发电

综合看板

●显示所有光伏电站的数量,装机容量,实时发电功率。

●累计日、月、年发电量及发电收益。

●累计社会效益。

●柱状图展示月发电量

电站状态

●电站状态展示当前光伏电站发电功率,补贴电价,峰值功率等基本参数。

●统计当前光伏电站的日、月、年发电量及发电收益。

●摄像头实时监测现场环境,并且接入辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●显示当前光伏电站逆变器接入数量及基本参数。

逆变器状态

●逆变器基本参数显示。

●日、月、年发电量及发电收益显示。

●通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线。

●直流侧电压电流查询。

●交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询。

4.4.1.4电站发电统计

●展示所选电站的时、日、月、年发电量统计报表。

逆变器发电统计

●展示所选逆变器的时、日、月、年发电量统计报表

配电图

●实时展示逆变器交、直流侧的数据。

●展示当前逆变器接入组件数量。

●展示当前辐照度、温湿度、风速等环境参数。

●展示逆变器型号及厂商。

逆变器曲线分析

●展示交、直流侧电压、功率、辐照度、温度曲线。

事件记录

●操作日志:用户登录情况查询。

●短信日志:查询短信推送时间、内容、发送结果、回复等。

●平台运行日志:查看仪表、网关离线状况。

●报警信息:将报警分进行分级处理,记录报警内容,发生时间以及确认状态。

运行环境

●视频监控:通过安装在现场的视频摄像头,可以实时监视光伏站运行情况。对于有硬件条件的摄像头,还支持录像回放以及云台控制功能。

系统硬件配置

交流220V并网

交流220V并网的光伏发电系统多用于居民屋顶光伏发电,装机功率在8kW左右。

部分小型光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置,避免往电网输送电能。光伏电站规模较小,而且比较分散,对于光伏电站的管理者来说,通过云平台来管理此类光伏电站非常有必要,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:

交流380V并网

根据国家电网Q/GDW1480-2015《分布式电源接入电网技术规定》,8kW~400kW可380V并网,超出400kW的光伏电站视情况也可以采用多点380V并网,以当地电力部门的审批意见为准。这类分布式光伏多为工商业企业屋顶光伏,自发自用,余电上网。分布式光伏接入配电网前,应明确计量点,计量点设置除应考虑产权分界点外,还应考虑分布式电源出口与用户自用电线路处。每个计量点均应装设双向电能计量装置,其设备配置和技术要求符合DL/T448的相关规定,以及相关标准、规程要求。电能表采用智能电能表,技术性能应满足国家电网公司关于智能电能表的相关标准。用于结算和考核的分布式电源计量装置,应安装采集设备,接入用电信息采集系统,实现用电信息的远程自动采集。

光伏阵列接入组串式光伏逆变器,或者通过汇流箱接入逆变器,然后接入企业380V电网,实现自发自用,余电上网。在380V并网点前需要安装计量电表用于计量光伏发电量,同时在企业电网和公共电网连接处也需要安装双向计量电表,用于计量企业上网电量,数据均应上传供电部门用电信息采集系统,用于光伏发电补贴和上网电量结算。

部分光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,需要安装单独的电能质量监测装置。部分光伏电站为自发自用,余电不上网模式,这种类型的光伏电站需要安装防逆流保护装置,避免往电网输送电能,系统图如下。

这种并网模式单体光伏电站规模适中,可通过云平台采用光伏发电数据和储能系统运行数据,安科瑞在这类光伏电站提供的解决方案包括以下方面:

10kV或35kV并网

根据《国家能源局关于2019年风电、光伏发电项目建设有关事项通知》(国发新能〔2019〕49号),对于需要国家补贴的新建工商业分布式光伏发电项目,需要满足单点并网装机容量小于6兆瓦且为非户用的要求,支持在符合电网运行安全技术要求的前提下,通过内部多点接入配电系统。

此类分布式光伏装机容量一般比较大,需要通过升压变压器升压后接入电网。由于装机容量较大,可能对公共电网造成比较大的干扰,因此供电部门对于此规模的分布式光伏电站稳控系统、电能质量以及和调度的通信要求都比较高。

光伏电站并网点需要监测并网点电能质量,包括电源频率、电源电压的大小、电压不平衡、电压骤升/骤降/中断、快速电压变化、谐波/间谐波THD、闪变等,需要安装单独的电能质量监测装置。

上图为一个1MW分布式光伏电站的示意图,光伏阵列接入光伏汇流箱,经过直流柜汇流后接入集中式逆变器(直流柜根据情况可不设置),最后经过升压变压器升压至10kV或35kV后并入中压电网。由于光伏电站装机容量比较大,涉及到的保护和测控设备比较多,主要如下表: