光伏电站数字化运维提速
来源: 中国电子报 作者: 发布时间: 2021-09-10

在光伏领域,除了要注重光伏电站建设质量,还要注重电站建成后的运营与维护。面对繁杂长期的运营与维护,如何实现精准化和简易化?在AI、大数据等技术的应用中,我们或许找到了答案。

“在光伏电站运维上采用AI、5G、云计算、大数据等这些信息技术手段,对于提升整个电站的运营效率以及降低人力成本都有非常大的帮助。” 赛迪智库集成电路研究所光伏产业研究室主任江华说道。

随着AI、大数据等技术的应用,光伏领域逐渐出现了如光伏智慧运维平台、智能光伏综合管理平台、无人机智能巡检系统、数据采集器、光伏电站清扫机器人等智能软硬件设备。那它们到底是如何助力光伏发展的呢?

运维渗透于电站发展各个阶段

在中国光伏行业协会、赛迪智库等行业组织、专家联合编制的《中国光伏产业发展路线图(2020年版)中是这样定义电站运维的:电站运维是太阳能光伏发电系统运行维护的简称,是以系统安全为基础,通过预防性维护、周期性维护以及定期的设备性能测试等手段,科学合理地对电站进行管理,以保障整个电站光伏发电系统的安全、稳定、高效运行,从而保证投资者的收益回报,也是电站交易、再融资的基础。

江华告诉记者,光伏电站运行有三个阶段。

第一个阶段是磨合阶段,由于设备系统都处于磨合期,是故障率相对比较高的一个阶段,持续时间约为1~2年的时间。

第二个阶段是相对稳定阶段,在这期间,电站偶尔会出一些故障,需要更换一些设备。

第三个阶段就是电站的失效阶段,临近光伏电站使用寿命即将结束时,因为设备老化或损坏,需要维修或更换。

“不管在哪个阶段,电站的运营维护都必不可少,否则发电量将会减少,对整个电站的经济性将会产生非常大的影响。”江华说。

电站运维中的“智能清扫专家”

灰尘堆积是我们日常生活中最常见的现象。但在光伏电站上,可别小看这小小的灰尘,日积月累的灰尘会遮蔽住光伏组件的某些部分,在太阳光的照射下,被遮蔽部分升温速度会更快,致使温度过高出现烧坏的暗斑,加剧光伏电池板老化、损坏,影响发电量。

《中国电子报》记者从西安运维电汽科技有限公司了解到,目前在光伏电站清洁方面,有人工清洗、高压水枪清洗、大型清洗车清洁、喷淋系统清洁等传统清洁方式。

但传统清洁方式的工作效率、清扫费用、适用场景各不相同。人工清洗效率低下,一人一天只能清洁150㎡,适用于地面而不适用于高空电站。

高压水枪清洗一人一天能清洁500㎡,但却不适用于缺水地区。一台大型清洗车能清洁5000㎡,但适用于有水的地面电站。

喷淋系统清洁效率倒是很高,但也需要大量用水,1MW用水量就有6~7吨。为了更好地降本提效,西安运维电汽科技有限公司研发出了光伏板智能清扫机器人。

记者了解到,西安运维电汽科技有限公司的光伏板智能清扫机器人通过固定安装旋转滚刷把灰尘向前扫,系统自带太阳能发电、充电及蓄电装置,能够自供电,实现无水清扫,无需清洁介质。通过下载多种网络通信模块,可以实现与主流智能控制平台如手机、台式电脑、平板等联接。全自动远程和人工就地控制,无线模块、遥控遥测两种运行方式切换自如。清扫机器人在各种光伏电站均可部署,最适合大型集中式光伏电站。智能的清扫方案,无需人工干涉,清扫过程全部自动化。单程运行距离800~1000米,清扫效果95%以上,适用于屋顶、大棚、平原、丘陵、沙漠、湖面等各个场景。通过大量数据对比,对光伏面板积灰的除尘效果进行了研究,结果显示,每天清洗的面板比从未清洗的面板输出功率增加了32%。

AI、大数据助力电站运维

《智能光伏产业发展行动计划(2018—2020年)》指出,要加快提升光伏产业智能制造水平,推动互联网、大数据、人工智能等与光伏产业深度融合,鼓励特色行业智能光伏应用,促进我国光伏产业迈向全球价值链中高端。

光伏电站运维近几年涌现出智能光伏综合管理平台、无人机智能巡检系统、数据采集器等智能运维平台。

通过大数据收集,以智能光伏综合管理平台为中心,进行数据交换和共享,建立起电站与运维人员之间的沟通桥梁,快速处理影响电站稳定运行的外部因素。

搭载人工智能算法和图像识别技术的无人机智能巡检系统,及时准确地对光伏电站进行不间断监测,提前预判电站可能发生的问题,准确定位的同时减少人力成本。

“比方说逆变器突然产生故障,通过相应的监控系统和运维系统,就可以感知到器件的故障,实时传送到控制中心,随后通过AI和大数据进行数据分析产生解决方案,随之把解决方案下派到运维工作人员的手中,然后第一时间解决故障。”江华在采访中举例说。

不过,虽然AI和大数据切实解决了光伏电站运维难、效率低、成本高等实际问题,但因为电站规模大小、地形特点都各不相同,不能一概而论。对于大规模电站,地形比较平坦的地面电站来说,AI、5G、云计算、大数据等这些信息技术手段的应用以及相应智能硬件的应用成本比人力成本要低。

而对于其他地形不算平坦、规模较小的电站来说,使用智能硬件的成本反而要比使用人力的成本要高。

“所以是否采用AI、5G、云计算、大数据等信息化技术,需要进行一个经济性测算。”江华如是说。


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