分布式光伏智能运维平台

一、产品概述

分布式光伏电站具有点多面广,环境条件复杂,设备型号多,维护人员少等特点,随着国家双碳政策推进,未来分布式光伏设备将呈指数式增长,给电站运维管理工作带来了巨大挑战。光伏电站运维好坏直接影响安全和发电效益,如何发挥管理效能,护航分布式光伏发电运行更加安全,取得更高收益,成为迫切需求。

 

公司依托深厚的能源行业积累,基于云-管-边-端的技术架构,利用云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术,为分布式光伏用户提供一站式智能运维服务。功能涵盖监控中心、工单中心、运维中心、运营中心、配置中心、展示域“五心一域”六大模块。该平台通过一站式、全终端和云定制等维度向投资方、运维方、最终客户提供智慧化服务。

 

 

二、系统架构

 

 

系统采用“云、管、边、端”四层总体架构,遵循分布式光伏发电系统集中运维技术规范和“精确感、边缘智 能、统一物联、开放共享”的技术原则,解耦系统和设备的关联,支持各类采集终端设备标准化接入和扩展,并 适配4G、5G、专网等多种网络通信机制。系统应用上采用微服务技术架构,各功能模块插件化部署运行,支持 不同功能的灵活扩展。

 

  感知层:由边缘代理完成端设备如逆变器、电弧探测器、火灾探测仪、快速关断器、气象仪、箱变测控、摄 像机等设备的协议适配、数据采集,并通过主流物联网MQTT协议规范经4G/5G专网上传至平台层物联中心。

  网络层:边缘代理支持4G/5G APN专网双通道接入平台层,同时支持向第三方应用平台数据转发。

  平台层:物联中心支持对接入的感知层设备进行加密和注册认证,能够控制接入设备的访问,同时支持 对各类设备的模型标准化管理以及支持对各类上层应用系统提供数据分发服务。

  应用层:完成分布式光伏设备实时监测、故障报警预警、资产管理、备品备件、缺陷管理、工单处理、运营 计划、能效分析、功率预测等业务应用。

 

 

三、系统特点

 

 

 

四、功能应用

 

 

 

1)监控中心

在监控中心,我们通过把一个村落或者工商业企业视为单一发电项目,围绕发电项目进行实时展示和数据统计分析,具备集中监控、智能诊断、告警推送等功能应用。

 

2)运维中心

在运维中心,我们为用户提供日常的电站管理、人员管理、设备台账、巡视管理、缺陷/隐患管理、计划管理、备品备件管理等业务功能,可以帮助用户合理制定运维计划,实现运维闭环化管理,达到运维过程和结果数字化。

  能效体检

 (1)系统分别给出每台设备的能效值PR。根据组件发电模型和发热模型,以及组串阵列接受到的辐照度数据,计算每个组串的理论发电量。实际发电量与理论发电量之比即为PR。克服原始PR的季节波动效应。

 (2)对环境温升、光谱失配、组件标称性能、逆变器降额等外在因素进行补偿后,得到组串设备的健康度水平HI。HI反映的是各组串的本征电气特性,决定了该组串是否存在限制能效的缺陷。

 (3)按照组串、逆变器、箱变、整站的顺序进行层层汇总,扣除设备正常运行时的损耗,分别得到不同层级设备的健康度指标。

  能效告警处理流程

 

  现场IV曲线检测

 (1)运维人员到达现场后首先采集缺陷组串的IV曲线、倾斜面辐照度和背板温度,移动终端自动计算组串能效值,上传数据。若检测组串自身电气特性无问题后,手动关闭该工单并确认告警。若确认组串存在问题,则进入缺陷组件定位阶段。

 (2)对于异物遮挡、衰减等能效告警,如经现场确认为短期不可解决的问题(如附近的杆塔遮挡、地形不平坦造成组串角度偏离设计值等),则手动关闭该工单,填报说明并上传相关图像证据。

 (3)消缺工作结束后,重新测试组串IV曲线,确认能效恢复后上传数据。

 

  红外热成像检测

 (1)对于确认有问题的组串,运维人员使用手持式成像仪遍历该组串内每个组件,移动终端自动对热斑缺陷、可见光图像进行分类,从而对故障组件进行初定位并将图像上传录入缺陷库,移动终端上自动显示相关处理策略。

 (2)当辐照度不达标或屋顶光伏等无法使用手持式成像仪的场景,此时可采用EL检测方法。在傍晚时间段,运维人员将组串断电后用高压直流电源供电反向注入电流,并用EL相机采集电致发光图像,移动终端显示每个组件的图像诊断结果,根据电池片是否有明显隐裂、暗淡区域,组件内是否有腐蚀等现象来对故障组件进行初定位。

 

3)工单中心

在工单中心,通过对报警事件进行精细化分类,对故障类告警按照设备类型和事件编号进行原因分析和故障处置的建议,并实现精准推送运维班组或人员。应用“互联网+”电站运维思维,实现电站高效、闭环管理。

 

4)运营中心

在运营中心,通过运营指标化 ,建立多维度指标体系,提供考核抓手,使管理透明化,通过绩效报表自动化生成,多端展示,提高管理效率。

 

 

5)配置中心

在配置中心,通过对发电项目所涉及的项目台账、设备位置、设备台账、客户台账、用户信息等进行创建和导入维护,同时给系统的使用者创建用户并赋予角色和操作权限等。

 

 

五、大屏展示域

 

 

 

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