如何理解光伏电站智能化与智能运维？

光伏电站智能化体系

智能光伏组件

光伏组件本身是功率优化器模块, 不同模块能实现独立运行和追踪, 能一定程度上改善太阳光电系统在阴影环境中出现的功率损失问题, 合理性提高发电效率。在太阳光电系统配置优化器设备后, 就能在充分利用电站有效占地面积的同时, 强化系统弹性处理效果, 也为系统安全性的全面优化奠定基础。

智能汇流箱

在集中式光伏电站中, 智能汇流箱能有效发挥其电参数测量优势, 实时监测光伏组件串电气量, 并能有效起到过流等保护作用, 但是, 在光伏组串运行监测方面, 其整体布局和技术性能还有待提高。相关技术部门要提升系统的组串电参数, 合理性完善测量精度管理效果, 有效利用特征波形对电弧以及电缆接触效果进行判定, 从而维护最大功率环境下的跟踪效果。其次, 应完善汇流箱自身检测分析、故障判断、报警功能, 一方面能够判断、识别自身故障, 另一方面能够检测分析组件串故障, 这样就方便运维人员及时发现并处理故障。最后, 在实施数据管理和网络控制机制中, 也要对智能汇流箱进行技术延伸, 利用感温电缆和光伏组件提高温度变化的控制效果。

智能监控

在智能监控机制中, 要想从根本上维护其应用价值, 就要对光伏系统中的不同部件进行综合分析, 有效发挥相应设备的应用优势, 从组件功率优化器输出过程出发, 确保能建立组串结构、电缆电参数检测机制等, 从而完善开关柜调节至逆变器的效率和应用水平。需要注意的是, 结合智能监控项目的应用要点可知, 利用人工处理、直升机设备、轨道式红外成像体系和视频监测移动平台就能建立相应的控制系统, 利用定时或者是实时前后板监测, 相对应的, 轨道式红外成像或者是视频监测移动平台主要是利用大型电站组件进行结构处理, 将相应支架固定在安装的钢缆轨道中, 见图1。

图1 轨道式红外成像移动平台

另外, 要建立历史数据库和设备技术参数台账, 通过智能监控系统详细分析, 发现隐含的缺陷, 进行预防性维护, 让好的设备更好。另外, 结合缺陷单功能, 及时建立缺陷单, 确保有计划、高效地完成消缺工作的闭环管理, 提高设备利用率, 保证发电收益。

智能材料

在光伏电站智能化发展体系中, 智能材料是基础要素, 目前较为常见的就是喷涂在光伏玻璃表面的智能材料, 能形成透明自动清理的保护膜, 不仅仅能有效增加光伏组件玻璃的透光率, 也能一定程度上催化分解表面的有机物, 加之材料本身具有超亲水性和防静电性能, 因此其自身自清处理功效较好, 能从根本上保证组件发电量满足实际要求。

瞬时功率预测

光伏等新能源装机占比不断上升, 新能源发电的随机性、波动性、间歇性等问题越发突出, 对电网的安全稳定运行造成很大影响。因此, 在智能光伏电站运用体系中, 瞬时功率预测也十分关键, 因为外界环境因素和气候因素都会对其产生影响, 甚至会导致发电输出功率失衡, 所以, 相关技术部门要结合实际情况, 对电网调度工作进行全面监督, 提升监测网络覆盖程度。例如, 以局部地区光伏电站上空云作为研究对象, 就要对云量、灰度以及风向等基础参数变化结构进行统筹判定, 并且对云图像予以视频分析, 有效判定移动速度和相对云量, 结合具体参数就能对局部地区发电站发电功率展开精细化预测, 提高管控工作的基本水平和整体效率, 见图2。

图2 瞬时功率预测体系

智能运维管理技术

一方面要从实践操作出发, 建立报警机制、分析机制和判断评价机制, 有效结合网络信息共享需求, 确保能对设计建设和设备规划予以统筹监督, 从而建立一体化电厂运行管理模式, 实现光伏电站智能化发展目标, 促进经济效益的优化。另一方面依托市场主流数据云平台等智能管理系统, 通过现代化物联网技术、人工智能及大数据分析技术, 数据共享、远程指导、快速排除电站潜在隐患, 保证电站可靠运行;数字化全程问题闭环处理, 实现智能化运维。

光伏电站智能运维发展趋势

在国家能源发展进程不断推进的时代背景下, 为了有效提升电站管理效率, 要将安全性、稳定性以及可调度性等作为关键, 真正建立多能互补的中高压交流、直流电站。相关部门要结合技术要求, 积极克服光伏组件耐压参数, 确保其能满足承压要求。另外, 结合新技术、新材料和新设备等项目, 促进光伏电站智能化运维管理的全面进步。

目前, 借助集中式光伏电站、组串式光伏电站能有效实现发电功率的提升, 主要采取的是若干台汇流设备并联的处理方式, 这就会增加电缆应用数量以及传输电流。基于此, 相关技术部门要对其进行集中升级和优化, 主要是利用最大功率点和MPPT进行集中跟踪, 有效整合功率调节机制和高压隔离项目, 确保设备能为数据通讯创设良好的环境。在实际操作中, 要将光伏组串和模块进行高压隔离输出处理, 能借助组串功率单元分析, 提升整体光伏组串的耐电压水平, 也能建立多个组串之间的再串联, 维护高压光伏方阵应用效果。

除此之外, 利用模块化技术也能有效提升整体操作效率, 确保能将光伏组串功率单元作为根本, 将其作为控制对象, 一定程度上维护储能操作的实效性, 减少汇流问题, 真正建立单元化多电平星形分析机制, 确保多能互补效率的最优化。在多种能源和多模块连接的过程中, 要对不同能源功率单元进行分析, 有效完成串联连接结构, 发挥系统功率单元可冗余的优势, 完善储能管控机制和多能互补机制, 为高压微电网系统运行提供保障, 将风电项目、太阳能发电项目和水电项目等进行补偿调节, 从根本上有效强化新能源应用效率, 解决其随机性和波动性问题。

结束语

总而言之, 在国内光伏市场不断发展的时代背景下, 要想提升规模化处理机制和智能化应用水平, 就要整合技术创新体系, 真正发挥新技术和新工艺流程的完整性, 为智能化发电厂全面可持续发展奠定坚实基础。

作者：张宗献

来源：低碳世界

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