淺析光伏電站智能運維系統的基本功能和智能巡檢

吳金偉 茅曉強

摘? 要：新能源電站智能運維系統是在新能源電站智能化設備快速發展與普及應用、泛在物聯無線網絡的技術發展和云計算、大數據以及AI技術在電力系統中充分應用的前提下，發展起來的服務于新能源電站運維管理、提升新能源電站發電能力、保障人員、設備及生產安全的運營管理系統。

隨著新能源電站裝機量快速增加，伴隨著后運維時代到來，新的技術不斷涌現，無人機巡檢、無人機熱斑檢測、智能清洗系統等技術的應用，促進了新能源電站運維工作的快速發展，同時也對新能源電站的運維與智能化系統提出了更高的要求。

本文通過光伏智能運維系統的基本功能和智能巡檢兩個方面進行分析和闡述，僅供參考。

關鍵詞：智能 ;運維; 監控; 巡檢

1光伏電站智能運維系統的基本功能

1.1智慧巡檢

智慧巡檢按區域分為光伏區巡檢與升壓站巡檢;按照巡檢執行對象分為數字巡檢與機器人（無人機）巡檢。

無人機巡檢，依托智能巡檢無人機，對光伏區組件及其他重要設備，如升壓站設備等進行視頻、拍照、熱斑檢測等巡檢，同時把巡檢的內容和實時計算結果同步存入智慧巡檢平臺，為數據對比及運維改進提供數據。巡檢機器人則主要完成升壓站日常的巡檢工作，通過視頻、照片等形式傳送巡檢內容。

數字巡檢，由大數據平臺自動巡檢模塊負責，通過定期的數據讀取結合設定的需抓取數據的設備及業務規劃，對新能源電站的全部設備進行巡檢，并生成巡檢報告。結合巡檢報告結果，可進一步展開無人機巡檢與機器人巡檢等巡檢工作，或根據人工檢修工單，對故障工作進行人工作業的處理。

1.2智慧診斷

智慧診斷是基于AI人工智能和全站數字化的一種診斷新技術，是綜合利用設備運行狀態、運行數據，如故障設備運行模型，環境及地形的數字建模等，建立起電站診斷模型，隨后對環境數據、設備運行數據、運行狀態及設備生產能力數據等進行大數據運算，得出設備動態得分，按得分不同劃分為正常、預警、異常、故障四種狀態;結合設備上下級設備連接關系，對預警、異常、故障狀態的設備進行復核，最終給出設備運行診斷報告。

1.3智能預警

智能預警基于設備預警、發電預警、清洗預警等智能模塊的計算結果，綜合可研氣象數據與未來的氣象預測信息，對全站運維工作進行預警判斷與管理。

1.4智能發電

智能發電，基于光功率預測，可研輻照數據，實際電表采集數據、發電損失及生產指標的發電量要求等數據，對電站發電量完成能力、完成情況進行運算，并給以預警。

智能發電模塊，以多種維度對電站發電能力進行橫向、縱向對比與深度挖掘，并生產相應報告。智能發電模塊也會對故障、工單、任務等進行大數據分析的，客觀反映電站運維能力、人均運維工作量、搶修恢復時間等指標數據。

2光伏電站智能巡檢功能

智能巡檢解決方案，針對發電站巡檢作業特點，以無人機、巡檢機器人為基礎，結合自動巡航構建、熱成像檢測、視頻結構化、物聯網等技術，綜合完成智能化的巡檢任務。從資源管理到計劃制定，從數據（圖像）采集到數據（圖像）處理，從數圖分析到系統預警，從缺陷發現到消除缺陷管理，整個運檢過程體系化、智能化、可視化，形成完整的運檢解決方案。

2.1變配電區域機器人智能巡檢

2.1.1自主導航

可以采用融合多種傳感器的slam導航技術，采用ARM+GPU的超算平臺作為硬件支持，提供強大的計算能力，結合激光雷達、超聲波測距傳感器等多種傳感器數據。相較于磁導航技術，針對現場路徑的規劃和應變能力更強，巡檢區域覆蓋率也更高。通過超聲波避障傳感器，自動識別導航路徑上出現的異物，保障巡檢導航工作的安全可靠。

前期可通過高精度激光雷達，對配電室等整體布局進行掃描，構建數字地圖，并按配電室等場所內儀表分布、測溫點分布以及環境監測要求設置固定的檢測點。支持自動充電，電壓低于閾值后可自動返回充電座進行充電。支持一鍵返航、暫停/恢復巡檢等輔助功能。

巡檢機器人通過人工規劃路徑或自動計算最短路徑，按照巡檢任務要求，依次到達指定位置進行儀表識別、測溫等任務。

2.1.2巡檢任務

巡檢任務內容包括設備的外觀、運行的聲音、變壓器油的溫度和油位、電氣開關的實際狀態等。傳統的人工巡檢，需要運維人員定期攜帶各類手持式巡檢設備進行巡檢，采用巡檢機器人后可大大減輕巡檢人員的工作負擔，起到減員增效的作用。

2.1.3紅外測溫

巡檢機器人搭載的先進的進口紅外相機，對監控區域進行紅外普測和精確測溫，并將測溫結果回傳到后臺監控中心進行顯示，實時對溫度異常進行報警。

機器人紅外普測，是通過預先設置多個檢測點，由運維人員設置紅外普測任務，代替人工對設備進行整體性掃描式溫度采集，并有效避免區域設備被遺漏。使用巡檢機器人進行精確測溫，運維人員綜合機器人巡檢能力以及測溫覆蓋率和準確性，分析總結每類設備可能發生缺陷的關鍵測溫點，并在機器人客戶端設定相應的測溫點位。

2.1.4環境異常監控

巡檢機器人通過搭載的多種先進數據采集傳感器，提供溫度、濕度、風速、PM2.5等多種環境的監測數據;同時通過可見光相機拍攝、電臺傳輸，將機器人在環境內所拍攝的視頻傳輸至后臺監控中心顯示，檢查設備連接處是否有外觀損壞是否有漏氣漏油現象，可重點監控門窗、防鼠板、墻壁、頂棚等外觀，發現異常狀態實現自動上報報警信息，實時保障配電室工作環境的安全。

3 總結

通過以上對光伏電站智能運維系統需具備功能的闡述，從技術層面能夠更清晰的了解智能化運維應用到日常生產管理中的各個場景，不僅節省人工提高工作效率還能第一時間發現設備故障并及時處理從而提高發電效益減少損失。

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