新能源電站智能運維技術研究

馮晉如

摘要：現有的新能源電站存量較大，應該通過加強運行維護工作來提升電站整體效能，為了提高電站的發電效率和綜合效率，有必要對太陽能資源指標，能耗指標、能耗損耗指標，設備運行水平指標和電站運行指標進行深入分析。提升電站的整體運維效率與運維水平，確保全廠設備安全、經濟、穩定運行及設備檢修安全措施的正確無誤，固化運維經驗，逐步提升新能源電站的整體效能。

關鍵詞：新能源;電站;智能運維技術

引言

長期以來，新能源電站主要集中在建設、輕運行和維護上。從總體上看，新能源電站運行維護存在著標準不高、技術和管理水平不高、專業化、集約化程度不夠、效率低下等問題。運維已成為制約行業健康發展的瓶頸之一。新能源產業要實現高質量發展，除了高質量的建設質量外，還需要高水平的運維服務。

1新能源電站智能運維管理體系結構

1.1智能設備層

智能設備層與新能源電站生產運維的各要素緊密結合，是實現物理世界與虛擬世界高度融合、合作的關鍵，是數字孿生技術在發電站管理中應用的關鍵。進行智能設備層構建時，采用先進的測量技術，使發電站所有設備的狀態數據、工藝參數、環境等各種數據信息轉變為數字信息，并通過自我判斷進行處理與傳輸。

1.2智能控制層

智能控制層可對發電站各環節、各工藝過程進行智能化控制，通過建立相關物理實體行為與規則模型，利用DCS模塊的高級算法程序構建自適應控制、診斷預測控制、模糊控制、神經網絡控制等具體程序。結合智能設備層采集的信息數據、智能監督層的指示，制定發電站安全運行及滿足環境、技術、經濟指標要求的日常運維管理指南，在確保發電站生產滿足實際要求的基礎上，提高發電站運維的安全性，實現經濟和環境雙重目標[1]。

1.3智能監控層

智能監督層的作用是對發電站設備資產進行智能化管理，對發電站生產過程與管理數據、信息數據采集和工廠能效基準與評估、運維管理、設備狀態管理、設備遠程診斷等功能進行監督管理。發電站工廠進行閉環式管理時，可建立設備物理模型與運維規則模型，對設備資產等物理實體的虛擬模型進行監督控制。智能監督層接收的信息主要包括控制層的生產實時數據、設備層的現場實時信息、決策層的執行策略等。

1.4智能決策層

開展大數據分析相關的功能的開發設計，可使管理數據信息與生產制造數據信息相融合，為倉儲成本分析、智能供應鏈支持和績效評估等決策提供輔助性決策參考，提高發電企業精細化管理的水平。智能決策層核心是工業生產信息大數據和運維管理云平臺，與監督層結合可對發電站現場所有生產運維要素進行數字化管控，實現數字孿生的目標，將所有的生產制造、運維等管理行為生成數字孿生體[2]。

2新能源電站智能運維技術措施

2.1建立明確的責任制度

新能源電站的正常運行，離不開所有工作人員的積極參與。只有明確所有工作人員的責任，建立合理的獎懲機制，才能充分調度工作人員的工作熱情和積極性，保證電站工作的正常運轉。首先，電站管理人員在選拔錄用人才時，應站在企業持續高效發展的高度上樹立科學合理的用人理念和做事標準，嚴肅落實工作責任追究制度，完善員工監督制度，對于不合格、不作為的管理人員要做到一視同仁，給予相應懲罰。同時，還要建立具體可行的獎懲制度或辦法，以發現故障問題的數量、參與運行檢修的次數、專業水平考核成績、其他同事的客觀評價等內容作為考核標準，嚴格執行賞罰制度，確保公平公正、公開透明、有功則賞、有過則罰，只有這樣才能保障電站良好的工作環境，促進發電站工作更好地開展。

2.2建立無人機智能巡檢診斷系統

基于可搭載熱紅外成像相機和可見光成像相機的無人機，采集發電設備運行數據信息，針對電站幅員遼闊、地形起伏等特點，利用圖像處理技術和故障檢測技術及最新的圖像處理算法，結合攝影測量技術實現自動探測灰塵、污垢、裂痕、遮擋、發熱等異常情況，通報異常詳情及精確位置信息，使電站高效的、智能化的完成巡檢工作。

2.3安全生產智能巡檢管理系統

為現場運維人員提供智能檢測、故障診斷、巡檢防誤、操作指導、應急指揮、巡檢記錄、路徑導航、虛擬監護和安全預警等功能，提高對新能源電站的感知能力、分析能力、行動能力、處理能力和安全防護能力，打造出新能源發電行業的“特種兵”;為中控室和集控中心的管理人員提供遠程監督、巡檢管理、專家指導等功能，實現現場與遠程實時互動、高度集成的一體化運維巡檢，提高新能源電站運行管理水平。

2.4日常維護兩大技能

（1）通過智能電能表對新能源電站進行基本判斷。對新能源電站的日常維護，運維人員首先要學會觀看智能電能表，并通過智能電能表對新能源電站數據進行統計，以及對運行是否存在故障進行基本判斷。主要是通過電能表屏幕顯示判斷有無市電，通過電能表統計該電站發電能量。（2）通過逆變器對新能源電站進行基本判斷。運維人員還要學會觀看逆變器顯示數據，通過顯示數據統計逆變器序列號，統計該電站發電能量及功率，通過故障燈判斷電站的運行狀態，通過故障代碼初步判斷故障類型及原因，及時反饋給運維單位，并根據指令做出基本的操作[3]。

2.5新能源電站設備的檢修管理

需有專業的人才來完成，因電站中的發電設備、變電設備運行時都存在很大電流和電壓，操作不當不光會導致設備損壞，嚴重時可能導致電網沖擊以及人員傷亡，故可靠的人才隊伍是檢修、維護工作開展的必須。人才集中管理有利于人才的培養和教育：首先，根據公司項目設備廠家、型號進行歸類，將檢修人才按照設備廠家和類型進行分類，定期開展相關的培訓、實踐活動，長期檢修相關廠家、型號的設備，可在工作中學習成長、總結經驗，提高檢修質量和效率;同時公司定期對發現的問題進行歸類分析、相互學習，從中總結經驗，舉一反三、共同進步，如此長期開展，將會不斷培養出一批批專業人才，提高設備的可利用率。

2.6提高工作人員的綜合素質

電站新進檢修人員上崗前必須經過有經驗員工的現場培訓，對于高端專業部分必須考取相關專業證件后才可上崗。電站運檢人員進行設備運檢管理培訓的過程中，首先應進行理論培訓，如新能源電站的設計方案、建設原理、設備調試和運行，以及設備和電力系統的基礎知識等。同時，設備廠家應專門安排專業技術人員，并整理一套符合新能源電站特點的技術培訓資料，對培訓人員進行現場指導與培訓，同時對相關設備的技術性能與問題進行詳細講解。另外，還需要有豐富專業運檢經驗的人員或工程師對電站人員進行有效的業務培訓，并對各電站人員的培訓進行集中統一管理，這樣才能有效地提高設備運檢管理培訓效率，保障新能源電站安全、穩定、高效地運行[4]。

結束語

綜上，本文針對風電場、新能源電站等新能源發電站分布分散、運行環境復雜、運行成本高、檢修維護不方便等問題，通過集中控制和集中管理的智能運維技術，減少了運行、檢修人員數量需求，提高相關人員的技能，從而保證設備運行、檢修質量，提高設備可利用率，為企業節能增效。

參考文獻：

[1]闞學奔.大唐新能源蒙西公司區域集控中心的運行管理研究[D].華北電力大學（北京），2019.

[2]吳巍.智能化風電場運行維護研究[J].通信電源技術，2020，5.

[3]肖安南，張蔚翔，張超，等.含光伏發電與儲能的配電網基于源—網—荷互動模式下電壓安全最優控制策略[J].電力科學與技術學報，2020，35（2）：120-127.

[4]陳遠揚，黃際元，吳佩穎，等.儲能系統應用于某區域電網的實例研究[J].湖南電力，2017，37（增刊2）：6-14.

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