大型光伏電站智能巡檢系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

華能瀾滄江新能源有限公司石林光伏電站 李元 李帆 付淵

大型光伏電站智能巡檢系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

華能瀾滄江新能源有限公司石林光伏電站 李元 李帆 付淵

為推動大型光伏電站巡檢工作的規(guī)范化、管理的科學(xué)化和監(jiān)督的自動化，華能石林光伏電站開展了大型光伏電站智能巡檢系統(tǒng)的研究及應(yīng)用。本文主要介紹大型光伏電站巡檢所面臨的困難，巡檢系統(tǒng)組成及巡檢系統(tǒng)功能。

大型光伏電站；巡檢系統(tǒng)；缺陷管理；后臺管理系統(tǒng)；手持終端

0 引言

隨著生產(chǎn)自動化程度和技術(shù)水平的提高，組件轉(zhuǎn)換效率的不斷提高及價格的下降，以及近幾年國家推出的一系列激勵政策，帶動了很多大型光伏電站的投入運(yùn)營。以華能石林光伏電站為例，總裝機(jī)容量100MW，總占地面積約2650畝，含2個升壓站、約102臺箱變、206臺逆變器、1330臺匯流箱、50萬塊組件，僅有8名運(yùn)維人員。大部分大型光伏電站均面臨巡檢工作量大、維護(hù)難度大、運(yùn)維人員緊缺等問題。智能巡檢系統(tǒng)可提高電站智能數(shù)字化管理水平，提高工作效率，同時便于運(yùn)維人員、外委人員及安保人員的巡檢管理、缺陷管理及跟蹤管理等。

1 大型光伏電站巡檢面臨問題

1.1 無法隨時掌握巡檢員執(zhí)勤的到位情況。

由于電站巡檢有運(yùn)維人員、外委人員及安保人員，且電站巡檢面積大、巡檢設(shè)備多、管理人員少，無法有效的保證工作人員按計劃要求巡檢，使巡檢工作的質(zhì)量得不到保證，能否及時發(fā)現(xiàn)缺陷隱患得不到保證。

1.2 缺乏缺陷隱患跟蹤處理的平臺

很多事故都因為隱患得不到及時解決或解決不徹底而造成的，若缺乏隱患跟蹤平臺，隱患無法有效跟蹤管理，則宜導(dǎo)致人員遺漏或缺失隱患處理，從而引起事故的擴(kuò)大。

1.3 數(shù)字化分析管理不全面

對發(fā)現(xiàn)的隱患及設(shè)備故障無法進(jìn)行有效的分類統(tǒng)計分析，不利于隱患類型、設(shè)備缺陷問題的分析，從而對階段性的重點(diǎn)巡檢工作及設(shè)備缺陷管理安排不到位。

1.4 對電站不熟悉的人員，巡檢難度較大

由于電站巡檢面積大，設(shè)備量大并分布分散，若對電站不夠熟悉，尋找設(shè)備過程中會導(dǎo)致耗工費(fèi)時。

2 智能巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合大型光伏電站巡檢工作、缺陷管理及信息化管理等實際工作需求，開發(fā)適用于大型光伏電站的智能巡檢系統(tǒng)，從而推進(jìn)巡檢工作和缺陷管理的規(guī)范化、監(jiān)督和管理工作的智能化、工作效率的最大化。

2.1 智能巡檢系統(tǒng)在大型光伏電站的適用性

2.1.1 大型光伏電站對比傳統(tǒng)能源電站，設(shè)備基本采用平面布置，智能巡檢系統(tǒng)是基于全球定位技術(shù)而開發(fā)的。在定點(diǎn)、定線路的巡檢過程中，與全球定位系統(tǒng)相契合，通過衛(wèi)星地圖能全面、直觀反映電站全貌。

2.1.2 大型光伏電站設(shè)備較多、面積較廣、地形復(fù)雜。利用智能巡檢系統(tǒng)，能夠更加準(zhǔn)確、快速的定位設(shè)備位置，方便制定巡檢路線，查找設(shè)備故障和缺陷。

2.1.3 大型光伏電站運(yùn)維管理人員較少，借助現(xiàn)代化的智能管理手段，能夠彌補(bǔ)人員不足的特點(diǎn)。同時結(jié)合相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能夠提前對于隱患、故障進(jìn)行分析評估，有效提升運(yùn)維管理質(zhì)量。

2.1.4 大型光伏電站采用傳統(tǒng)人力巡檢模式效率低、時間長，通過智能巡檢系統(tǒng)結(jié)合無人機(jī)技術(shù)的模式，能夠較快的完成現(xiàn)場大面積巡檢任務(wù)，對于一些人工巡檢盲區(qū)，也是一個很好的補(bǔ)充，省時省力。

2.1.5 大型光伏電站外包工作項目較多，通過智能巡檢系統(tǒng)，能夠加強(qiáng)外包人員隊伍管理。通過對外包人員定位，加強(qiáng)外包工作地點(diǎn)管控，并根據(jù)現(xiàn)場工作情況，完善工作周期計劃。

2.2 智能巡檢系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.2.1 巡檢系統(tǒng)包括一個后臺管理系統(tǒng)+多個移動手持終端。后臺管理系統(tǒng)運(yùn)行在服務(wù)器側(cè)，具備各種管理功能；手持終端可在一段時間范圍內(nèi)獨(dú)立運(yùn)行，保存巡檢及缺陷數(shù)據(jù)，可通過USB、WIFI、3G/4G移動通信等多種數(shù)據(jù)傳輸方式，將終端存儲數(shù)據(jù)上傳至后臺系統(tǒng)，并下載后臺系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.2.2 后臺管理系統(tǒng)具備實時監(jiān)控、消息通知、GPS軌跡分析、設(shè)備臺賬、缺陷管理、缺陷流程、缺陷趨勢及類型分析、巡檢路徑及片區(qū)、巡檢計劃、巡檢任務(wù)、巡檢記錄及日志、員工考勤、報表管理等一系列功能。并可通過客戶端訪問系統(tǒng)服務(wù)器。

2.2.3 手持終端具備任務(wù)管理、數(shù)據(jù)采集、缺陷記錄及處理、路徑軌跡、資料查詢、數(shù)據(jù)同步、統(tǒng)計分析等功能。是基于移動GIS功能完成空間數(shù)據(jù)管理和分析，利用北斗、GPS、GLONASS等系統(tǒng)進(jìn)行定位和跟蹤，再利用手持終端完成數(shù)據(jù)獲取功能，借助移動通信技術(shù)完成坐標(biāo)、采集時間、圖形、文字、聲音等數(shù)據(jù)的傳輸。

2.3 智能巡檢系統(tǒng)實現(xiàn)功能

2.3.1 地圖展示：由于石林光伏電站依水平地面平鋪建設(shè)，故系統(tǒng)通過基礎(chǔ)天地圖及電站圖層搭建站內(nèi)設(shè)備地圖，并可通過圖層開關(guān)顯示或關(guān)閉地圖上對應(yīng)的設(shè)備。

2.3.2 實時定位跟蹤：在手持終端有網(wǎng)絡(luò)情況下，巡檢人員可實時查看自己的實時位置坐標(biāo)。GPS的定位數(shù)據(jù)會定時上傳至服務(wù)器，管理人員在后臺系統(tǒng)或移動終端上進(jìn)行用戶的位置查看，從而達(dá)到保障現(xiàn)場作業(yè)人員安全、監(jiān)控管理、績效考核的目的。

2.3.3 便捷的缺陷錄入功能：為提高巡檢工作效率，系統(tǒng)搭建完整的缺陷類型庫，在巡檢或巡查過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時，可在缺陷類型庫內(nèi)選擇缺陷并可拍照、錄制語音，且系統(tǒng)會自動記錄當(dāng)前的準(zhǔn)確位置信息和發(fā)現(xiàn)時間，通過手持終端快速的上報相關(guān)信息（缺陷、圖形、文字、聲音等數(shù)據(jù)），同時在無網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，手持終端可將采集數(shù)據(jù)信息緩存在本地，系統(tǒng)在有網(wǎng)絡(luò)情況下即可自動將數(shù)據(jù)上傳至后臺管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)上傳后即可在地圖缺陷圖層中以警報或設(shè)備異常的圖標(biāo)顯示。

2.3.4 缺陷管理：通過缺陷管理功能，通過各種條件查詢相應(yīng)的缺陷現(xiàn)場信息，及時掌握缺陷數(shù)量與缺陷處理進(jìn)度及具體情況。為避免缺陷遺漏無人處理，在地圖上可通過圖層開關(guān)顯示未處理缺陷圖層，點(diǎn)擊缺陷圖標(biāo)后可查看缺陷的詳細(xì)信息。

2.3.5 巡檢管理：管理人員或值班負(fù)責(zé)人根據(jù)實際情況規(guī)劃巡檢路線及任務(wù)，并在巡檢任務(wù)生成后，后臺管理系統(tǒng)會將巡檢任務(wù)定時自動下發(fā)至對應(yīng)巡檢人員的手持終端上，員工打卡上班后以語音形式提醒巡檢任務(wù)。

2.3.6 巡檢軌跡：自動記錄巡檢人員的巡檢路徑，自動生成巡檢完成率及其具體巡檢情況，管理人員可通過查看實時監(jiān)控或是查看歷史軌跡，能夠及時掌握巡檢情況。

2.3.7 缺陷分析：依據(jù)一段時間的數(shù)據(jù)開展缺陷趨勢分析及缺陷類型分析，為調(diào)整巡查工作、設(shè)備維護(hù)或改造、員工培訓(xùn)等方面提供重要依據(jù)。

2.3.8 報表管理：后臺管理系統(tǒng)通過巡檢情況自動生成巡檢報表及缺陷報表，利于相關(guān)生產(chǎn)人員管理及分析。

3 總結(jié)

華能石林光伏電站智能巡檢系統(tǒng)已通過試運(yùn)行階段，能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、信息化要求，可通過智能化管理提高巡檢水平及缺陷管理水平，大大提高工作效率，同時加強(qiáng)巡查人員及巡查工作的監(jiān)管，通過缺陷數(shù)據(jù)的分析，為有效的預(yù)防和迅速排除故障提供了有力的保障，最終為提高電站智能化管理水平、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面提供了有效的手段。