【兔子君谈】从监控软件看光伏电站智能化

前言

监控系统不仅仅实现电站的监控功能，其收集上来的数据以及联网数据，甚至延伸向其他产业的拓展，如售购电，环境数据，用电侧需求大数据，云技术等等。

可以说某种程度上光伏电站的信息化运营管理软件是整个电站的大脑，也是智能化的关键环节。纵观很多光伏产业发展较早，技术相对成熟的国家，智能化的电站更具备以下这些功能，

1.       光伏电站智能化诊断与报警

2.       光伏电站预警

3.       光伏电站数据分析与整理

4.       光伏电站后评估

5.       直接售购电市场

6.       能源互联与区块链

7.       光功率预测

8.       办公自动化

9.       财务与资产管理

10.     光伏电站评级

今天兔子君就结合光伏电站的软件来讲讲电站的智能化现状，发展趋势以及产业如何从中获益。

上期回顾

在上面一期中,兔子谈到了监控系统的硬件架构。这里兔子君忍不住重申，小小的监控系统其投资可能占比整个系统不到1%但是作用是至关重要的。就好像楼宇基础决定上层建筑，也好像爱情离不开面包。这里的基础还是科学良好的硬件系统，主要表现在一下方面：

1.       良好品质的传感器，数据采集器通讯管理机

2.       科学合理的网络架构

3.       科学合理的系统设计和安装

4.       符合标准的数据安全设计

在这基础上可以实现的就是整个电站的智能化，互联网化。可以说在这个硬件基础平台上可以发挥无限的想象力。建立在整个监控硬件上的软体可以实现各种用途，如

1.       运维工具

2.       电站管理工具

3.       电站分析评估与优化工具

4.       能源互联网络信息库

5.       征信评级工具

数据与算法篇

数据

首先，整个电站的智能化从最基础的数据处理要求就很严格。科学的体系从最底层的数据处理便很讲究。相关数据一般都有如下处理

1. 数据筛选，在数据传输当中，必然会存在着一些错误，数据偏差等等。很多数据上传上来明显偏离合理范围，或者有较大的误差，不符合逻辑。这里不同监控软件的逻辑不一样。有些监控软件认为不合理的数据需要筛选或者处理。有一些软件也选择源数据发送上来。在兔子君看来一般应该有区分度的处理相关问题。没有选择性的一概处理问题就会导致因为认为认识不足而掩盖一些问题的存在。

2. 数据计算处理。很多软件会根据自己的计算，在后台另生成新的变量，便于数据的同向比较。这里首先要讲究一个规范性，例如电流的单位产出，电压的单位产出，组串和逆变器的标准化输出等等，这样整个数据变得更加完整而有意义，根据标准化的变量可以实现数据的横向对比，纵向上也可以衡量逆变器本身的运行好坏。同时，数据纠错机制应该在处理环节应用，很多测量仪表上的数据存在不合理的现象，比如辐照仪的负偏，逆变器汇流箱因为干扰等因素的跳变等等。

3.  数据显示。数据的可视化对比也十分重要，如何将单独的抽象化的数据具体化，并通过换算，对比等方式具体化的将数据变得可视，并能说明一定的问题。比如现在有实际发电功率，模拟发电功率与预期发电功率的对比图可以反映出电站的运行异常。

算法

电站的相关算法决定了电站最终的指标量化结果。这里的电站指标也可以形容为电站的kpi：

• PR值，

• 技术可用性，

• 单位产出发电量，

• 发电有效小时数，

• 故障率，

• 投资收益等等

其中相关的算法在标准中都有规定，有国际化标准和国家标准，也有很多算法根据不同的软件和企业有所差别，为企业标准。

报警篇

警报是软件十分重要的功能主要分为以下几类：

• 硬件报警：来源于电站设备的固件报警，这类报警一般直接通过数据采集器上传并对应具体的固件点表进行故障显示。

• 智能化报警：通过软件分析，实现的电站故障诊断。比如通过相同设备的产出对比，通过阈值设定而产生的报警等等。这一块是考验软件本身的算法的时候。

• 预警：根据大数据总结的经验，对相关设备的状态进行评估，或者对电站整体的状态进行评估而实现一段时间内电站运行状态的预评估。比如根据实时监控逆变器，就可以了解到逆变器处于运行周期的哪个阶段。在运行当中

运营管理篇

电站的运营管理主要是事故处理系统，办公系统与资产管理系统。

其中事故处理系统体现在一个系统处理事故的工单上。主要需要：

• 及时性：可以及时地反映问题，并让问题解决。

• 标准性：这里的标准性是指可以完整真实的记录事件，有些记录不能修改，这样的工单才有他的标准性，可以作为事故处理的公正依据。

• 智能化：相关的问题可以实现智能化的分析，减少人工操作和分析的时间，提高效率。

对比国内国外的软件，在工单的结构上有所区别，国内主要是两票三制衍生出来的系统。国外的话是相对简单的工单体系。

国外相关的软件都有相对结构简单的工单处理系统，

• 集成了警报和工单方便操作和记录事故。

• 在点开某个工单后,系统会自动在工单详细信息,报警信息中显示相应的工单处理状态以及需要进一步分析的数据。

• 工单自动弹出后软件会自动提供分析问题所需要的工单详细信息和关联数据，

• 在工单详细信息了，会记载事故的详细开始和结束时间，包含的报警信息，事故原因和处理经过

• 整个事件的处理逻辑按照远程运维工作流程图的闭环逻辑进行，保证任何事故得到及时响应。

两票包括：工作票、操作票

工作票是以特定的工作任务，包括检修、校验、试验、大小修、技改等工作任务，使用具有固定统一的格式，以明确安全责任、工作人员技术交底、按办理许可手续、终结手续、实 施技术措施、安全措施内容为依据的工作凭据。

操作票是操作前填写操作内容和顺序的规范化票式，包含编号，操作任务、操作时间、操作顺序，以及操作人、监护人签名。一项操作任务发出后，通过填写操作票，让操作人清楚操作任务和操作步骤，逐一让监护人、负责人对操作票上的项目和顺序进行审核、签字，既能保证操作的正确性，又能让操作人、监护人和负责人更清楚操作任务，清楚操作所担负的责任，让操作有章可循，有据可查。

监控软件将二者流程化，标准化集成到软件中来，方便操作，规范运维检修等活动。

光功率预测系统篇

光功率预测体系一般为监控系统以外独立的系统，部分监控软件集成了该功能。光功率预测系统主要有一下几个类别：

• 超短期光功率预测：主要预测未来一个小时以内的辐照度

• 短期光功率预测：主要预测一天以内的辐照度变化，一般早晚各发一次，也有高精度的每个小时发一次

• 中长期光功率预测：主要预测未来几天的光福照度。

光功率预测也有对应的不同算法：

• 数值天气预报

• 推演法

• 神经网络模型

• 云动模型等等

目前广泛应用的都是站内端的预测，在国外已经实现了具体的光功率预测计算在云端，结合站内监控软件，对数据进行推送。

这里兔子就不一一介绍了，在后面几期中会详细讲到。

后评估

电站后评估主要涉及利用电站运行过一段时间之后的各方面数据和已有资源对电站进行分析并得出有利结果。

• 首先是对电站各项指标进行计算评估，例如PR值，系统可用性，系统故障率等等

• 其次是对电站建模进行相关的发电量评估，其中也包含电站运行的标准化检测。

• 同时通过以上评估对电站的低效单元进行定性和定量的估算

• 最后是对电站发电量综合提升做出整改意见

• 当然，根据已有数据获得相应的产品质量与性能评价，项目所在地的气候资源等等附加信息更有利于其他电站的建造。

监控软件根据抓取的数据和既定的集成在其中的算法可以实现评估功能。有利于电站的问题诊断，优化改造与买卖交易。很多软件也同时兼有电站评级功能，对电站的运行状态进行打分。

综合拓展

• 目前监控系统可以获得已有数据来综合配合其他职能自动化工具进行工作，例如清洗机器人，无人机等等。

• 能源互联：其网络互连属性可以实现分布式的能源互联网
  

• 实现区块链功能

• 对接直接电力系统

• 拓展其它能源管理系统，如风能，地热等等。

综上所述，作为系统与人的纽带，作为整个电站运行的综合显示与控制大脑，监控软件的作用和未来的可拓展性不容小觑。利用好的监控软件可以实现办公效率的提高，系统发电量的提升和综合成本的降低。

本文为PV兔子原创作品，非原文转载请添加管理员微信号pvtools_solar为好友，或直接扫描下方二维码添加兔子君好友，申请修改编辑授权。欢迎大家转载，谢谢您的喜爱和支持呦！

微信：pvtools_solar

兔子君

扫一扫上面的二维码，加我微信

更多精彩内容尽在PV兔子

订阅PV兔子微信

请

点击右上角“查看公众号”点击关注

请

搜索“PV兔子”点击关注

PVtools

公众号ID：PV兔子

长按识别二维码关注我们