光伏電站智能運(yùn)維與建設(shè)解析

國電投（天津）分布式能源有限公司 韓曉沛

能源互聯(lián)網(wǎng)其實(shí)主要是指將電力系統(tǒng)作為核心要素，與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及一些新能源發(fā)電技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合。同時，與交通、天氣等各種不同的系統(tǒng)進(jìn)行組合，能源互聯(lián)網(wǎng)本身具有一定的復(fù)雜性，所以在構(gòu)建時，需要與各個因素條件進(jìn)行綜合考量。在針對能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)的時候，其根本目標(biāo)是為了能夠利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可再生能源的合理利用。光伏電站作為太陽能電站的一種，由于穩(wěn)定性并不是很強(qiáng)，所以需要對其進(jìn)行有效的運(yùn)行維護(hù)管理。

1.光伏電站智能化建設(shè)的相關(guān)內(nèi)容分析

智能光伏電站在中控室設(shè)置過程中，其屬于站級數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)中非常重要的環(huán)節(jié)。特別是在光伏區(qū)和設(shè)備區(qū)進(jìn)行若干個子通信設(shè)備設(shè)置完成之后，可以實(shí)現(xiàn)與中控室相互之間的有效連接。中控室在接受到相應(yīng)信號之后，可以與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動上傳，并且將這些符合實(shí)際要求的數(shù)據(jù)全部都儲存到云平臺當(dāng)中。運(yùn)維管理人員可以在任何有網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，通過PC終端科學(xué)合理的利用，對這些儲存的信息進(jìn)行調(diào)取和分析。該系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

圖1 智能電站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2.光伏電站智能監(jiān)控的基本架構(gòu)分析

智能光伏電站在實(shí)際運(yùn)行過程中，其主要是利用中央間系統(tǒng)、區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)等，這些監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用時，可以相互建立有效的關(guān)系，并且實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)運(yùn)作，保證最終的運(yùn)行效果（見圖2）。

其實(shí)網(wǎng)絡(luò)一般都會分為三個部分，其中包括站端局域網(wǎng)、光纖數(shù)據(jù)專網(wǎng)以及總部集控中心局域網(wǎng)。這些網(wǎng)絡(luò)在劃分完成之后，各自有不同的責(zé)任[2]。首先，站端局域網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用時，其主要是針對一些站端采集設(shè)備或者是其通訊問題進(jìn)行落實(shí)，保證數(shù)據(jù)在這一環(huán)節(jié)當(dāng)中能夠?qū)崿F(xiàn)有效的采集和使用。光纖數(shù)據(jù)專網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用時，其主要是對各個監(jiān)控站端在采集設(shè)備以及集控中心主站數(shù)據(jù)傳輸過程中的穩(wěn)定性和有效性進(jìn)行監(jiān)督和控制。最后總部集控中心局域網(wǎng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，其根本目的是為了保證各個服務(wù)器相互之間能夠形成協(xié)調(diào)發(fā)展的趨勢，同時還能夠?qū)ΡO(jiān)控工作站等一系列設(shè)備的通訊狀態(tài)保持良好的監(jiān)控。這樣不僅能夠從根本上保證網(wǎng)絡(luò)隔離措施的有效落實(shí)，而且還能夠真正實(shí)現(xiàn)集控中心服務(wù)器內(nèi)外網(wǎng)相互之間的有效隔離操作[3]。

圖2 智能電站監(jiān)控基本架構(gòu)示意圖

在針對各個監(jiān)控站點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)的時候，基本上都是直接由公司總部的集控中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的有效傳輸。在整個傳輸過程中，可以使用電力專網(wǎng)或者是租用一些運(yùn)營商的VPN等，通過這些方式的利用，不僅有利于保證網(wǎng)絡(luò)的整體安全性，而且還能夠最大限度保證數(shù)據(jù)在傳輸過程中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。除此之外，構(gòu)建各個監(jiān)控電站與公司總部相互之間能夠形成有效數(shù)據(jù)運(yùn)輸?shù)南到y(tǒng)，這樣不僅能夠保證通訊的基本質(zhì)量，而且通過通訊運(yùn)營商VPN專線的使用，可以保證傳輸?shù)恼麄€過程具有安全性和穩(wěn)定性[4]。

3.監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集分析

3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)架構(gòu)

采集系統(tǒng)可以分為站端采集和集控中心采集系統(tǒng)兩個部分。首先，站端采集系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)與站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)等相互之間的有效通訊，并且最大限度保證通訊質(zhì)量，完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的有效采集和利用。站端采集系統(tǒng)在構(gòu)建和利用過程中，自身已經(jīng)根據(jù)現(xiàn)有的一些綜合自動化系統(tǒng)，對其逆變器、組串等環(huán)節(jié)進(jìn)行確定和分析。其次，集控中心采集系統(tǒng)一般在針對一些數(shù)據(jù)或者是保證通訊質(zhì)量的時候，都會與站端采集系統(tǒng)建立有效連接，實(shí)現(xiàn)兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展。通過對通訊規(guī)約中的內(nèi)容進(jìn)行分析可以得出，站端采集系統(tǒng)與綜合自動化系統(tǒng)等，基本都是直接利用IEC104規(guī)約或者是MODBIS TCP規(guī)約。除此之外，如果是與集控中心采集系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)發(fā)展和利用時，基本上會利用IEC104規(guī)約完成通訊。在網(wǎng)絡(luò)上站端采集系統(tǒng)以及站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了保證數(shù)據(jù)信息在傳輸過程中的效率和質(zhì)量，基本上都會利用電力專用的網(wǎng)絡(luò)裝置實(shí)現(xiàn)有效的隔離。如果是與集控中心進(jìn)行操作時，那么一般都會使用防火墻進(jìn)行隔離。

3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)內(nèi)容

根據(jù)電站分區(qū)、逆變器、匯流箱等實(shí)時監(jiān)測的功能，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備在運(yùn)行過程中各項(xiàng)參數(shù)以及基本狀態(tài)的實(shí)時有效監(jiān)督和控制。除此之外，可以通過各種不同的圖例色階對設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分，同時可以根據(jù)設(shè)備的整體位置結(jié)構(gòu)對其進(jìn)行下鉆處理。一般在針對一些不同設(shè)備進(jìn)行集成時，需要對這些設(shè)備自身的指標(biāo)情況進(jìn)行對比分析，通過對比曲線，可以得出相應(yīng)指標(biāo)排序，并且最大限度保證區(qū)間篩選的有效性和針對性。在電站量化考核指標(biāo)的構(gòu)建和具體利用過程中，其可以提供符合實(shí)際要求的對比功能，通過表格、圖層等各種不同類型的方式對其進(jìn)行展示，保證展示的最終效果。電站運(yùn)行主要指標(biāo)包括太陽能、電量、運(yùn)行標(biāo)、能耗等指標(biāo)，這些不同類型的指標(biāo)在考核時，需要根據(jù)各個指標(biāo)中涵蓋的內(nèi)容進(jìn)行逐一量化，最大限度保證各個指標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)。

4.光伏電站智能運(yùn)維管理

光伏電站智能運(yùn)維相關(guān)管理措施在落實(shí)過程中，需要與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，這樣才能夠保證最終的運(yùn)維管理效果。首先，系統(tǒng)需要體電站在生產(chǎn)過程中的一系列計(jì)劃，其中包括一些上網(wǎng)電量的預(yù)算、發(fā)電量的具體預(yù)算等，這些計(jì)劃都需要經(jīng)過相對應(yīng)的申請、審批以及批準(zhǔn)之后，才能夠落實(shí)。其次，系統(tǒng)可以提供供電站的基本發(fā)電量，同時還能夠提供標(biāo)桿在實(shí)際應(yīng)用過程中的等效利用小時數(shù)。這些數(shù)據(jù)可以直接用到電站對標(biāo)當(dāng)中，保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和有效性。另外，系統(tǒng)在日常運(yùn)作過程中，可以提供相對應(yīng)的值班記錄、運(yùn)行日志等，這些都是在智能運(yùn)維過程中必不可少的重要因素條件。電站在運(yùn)行時，這些信息都是其中的基本內(nèi)容，缺一不可，同時這些信息與設(shè)備管理之間也具有一定的緊密聯(lián)系。除此之外，光伏電站系統(tǒng)在運(yùn)作時，可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備有效的資產(chǎn)管理。系統(tǒng)能夠真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備基礎(chǔ)檔案的統(tǒng)一化，保證設(shè)備的各種資料和信息具有一定的完善性和全面性。與此同時，在針對一些備品或者是備件進(jìn)行管理時，系統(tǒng)大多數(shù)情況下都會比較支持物資信息以條碼掃描的方式,錄入檔案中。這樣不僅有利于對這些信息資源進(jìn)行有效的調(diào)取和查詢，而且還能夠?yàn)楣?yīng)商提供有效的基礎(chǔ)檔案信息。最后，系統(tǒng)權(quán)限的管理具有非常重要的影響。系統(tǒng)本身具有非常大的權(quán)限管理功能，只有符合驗(yàn)證要求的工作人員才可以對其進(jìn)行管理。在針對一些不同級別的用戶進(jìn)行管理時，可以結(jié)合實(shí)際情況，制定出符合這些特殊用戶的特殊權(quán)限，為運(yùn)維管理水平的提升提供有效保障。

5.結(jié)束語

智能光伏電站在建設(shè)以及運(yùn)維管理過程中，需要該電站相互之間的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效整合，并且實(shí)現(xiàn)高效的計(jì)算和處理。這樣不僅有利于為光伏電站智能運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性提供保障，而且還能夠保證運(yùn)維效果。