关键词：大数据；预警；EAM；网格化；智能化；精益
引言
我国光伏行业在经历了近几年的爆发式建设潮之后，各个集团业主逐渐开始关注光伏电站的运维和经营。目前大型集团的业主都掌握着几百MW甚至GW级的电站资源，在“弃光限电”之声此起彼伏的行情下，国家和地方也在对发电补贴进行下坡调整，那么企业研究如何提高自身的造血能力也就成为必然趋势。现在越来越多的光伏电站发电设备都配备智能传感器，为光伏电站的智能化运维提供了良好的条件。本文的研究内容主要有：1)基于安全生产、保障效益的运维目标，分析研发一套具有规范流程的光伏电站智能化生产运行管理软件。2)基于集团业主对多个电站资源整合、集中运维的需要，分析研发一套集团级集中运营的信息系统。
1光伏电站智能化运维管理系统功能
要实现对光伏电站的智能化运维管理，必须建立智能化的运维系统。智能化的运维系统是一个集分析、判断、评价等为一体的系统，通过对日常指标的评价，使电站设备处于多维的监控状态，能对发电系统进行日常监护，发现系统中老化和存在问题的组件，并根据历史数据和数据库资源进行分析评价、提供解决方案，若发生系统故障可及时发出告警，并自动进行处理。智能化运维管理系统主要功能包括以下几个方面:1)监控电站的建设情况，比对在建工程质量和数据库标准，判断分析监控工程是否达标。2)系统进行故障自检，若发现隐患会及时向业主上报电站的体检分析报告，并对故障位置进行精确定位，判断故障类型，提出解决方案。3)综合考虑光伏电站的地理环境和天气状况等所有情况，全方位搜集数据形成知识库，推荐合适的防阻塞和除尘方案，合理规划投入成本，帮助电站制定经济运行周期，确保电站收益最大化。4)通过与网络数据互通共享，主动收集分析周边光伏电站信息和光照信息，在数字信息技术、互联网技术和云计算技术的支持下预测电站瞬时功率和年发电量，实现电站发电量的精细化管理。5)给光伏电站的技术人员提供差异化的数据支持和服务，保证电站的全面、快捷高效运行。6)智能化管理技术可以为未来电站的设计规划和设备管理提供经验数据，保证新设备在投入、使用和维护等环节进行最佳匹配。
2光伏电站智能化精益运检管理
2.1光伏电站网格化管理
网格化管理的思想就是将光伏电站按照一定需求划分成若干网格单元，根据光伏电站山坡朝向差异大、地形复杂、高差变化大、阵列分散、分区复杂等特点，利用阵列布置特点、电气系统的连接及检修便利性等特点划分不同的网格区域，所有设备处于不同的网格区域范围内网格化管理助推光伏电站无人机巡检及故障定位。光伏电站使用无人机搭载红外成像装置结合光伏电站网格化管理思想，采用分区域、划片巡检方式使得组串与组件的图片对比工作简单化。由于同区域内光伏发电单元的运行工况基本一致，观察范围特定，能够更容易识别定位组件表面破损、断栅、缺角、碎片、二极管故障、灰尘、其他污迹等等故障及污损，准确率达到98%以上。根据无人机巡视情况结合网格化信息，运维人员能快速找到设备故障点，避免人工巡视受地形影响。
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2.2技术人员合理分配管理
专业技术人员是光伏发电能否长期稳定运行的保障，首先需要根据自身电站和人员配备情况，制定合理的运维分工和科学的管理制度，如生产运行制度、安全管理制度、应急消防制度、设备运行规程等，其中生产运行制度所规定的日常巡检工作、定期巡检和特殊情况下巡检必不可少，及时掌握电站的运行状态，发现已经存在的或潜在的问题，确保光伏电站正常发电。安全管理贯穿运维的全过程，包括合理使用安全器具和熟悉安全操作规范等，以保障人身安全和设备安全。
2.3光伏电站基础管理
光伏电站正式投入运行后，需要根据规程定期进行正常的试验、检测和维护，做好光伏电站的基础管理，以保证光伏设备全生命周期的稳定运行。光伏发电设备长期运行于户外环境中，光照、雨水、风沙等的侵蚀都会加速电缆和连接器等设备的老化，导致设备绝缘性能下降，造成设备故障甚至引发火灾，需要定期对光伏系统的电气系统绝缘试验和必要维护。光伏组件在运输、安装过程中的不规范操作会造成内部隐裂，地形的遮挡会使组件形成热斑，这些隐性故障都是无法用肉眼直接发现，需要专业的热红外成像仪器和EL检测仪对组件进行定期检测。电气设备、光伏组件和支架系统必须接地，以减少潜在的电击和火灾威胁，需要雷雨季节来临前进行接地电阻的试验。光伏电站汇流箱、逆变器等设备的运行数据都实现了后台远程监测，以满足智能化运维的需求。为解决设备运行数据采集误差偏大，导致难以从后台远程判断设备故障，定期对设备进行定期的采集数据监测，并及时进行校准或维修，保证设备运行数据采集的精度，提高后台远程监测的准确度。
2.4电站生产运行管理系统研究
基于安全生产、保障效益、高效运维等设计思路，电站生产运行管理系统既要具备监视所有设备运行数据、故障报警、异常预警等功能，同时还要兼顾生产技术管理、安全监督管理、运行操作规程管理、物资管理，以及财务管理、人力资源管理、办公管理等多项管理。这样就形成了一套完整的电站级智能管理软件，目标是规范和制度化管理电站的运行维护及经营活动。
2.5运维知识库模型的应用
在光伏电站智能化运维系统内，建立有对光伏电站运行信息进行智能化处理的运维知识库，提取故障报警信息，辅助故障的判断和处理，可以消除人工处理运维信息的隐患。智能化光伏电站因为有庞大的知识库，可以实现对设备的实时监控和分析，对诸如发电量、电压、电流等电站的绩效指标进行分析，若出现数据异常，系统会自动检索数据库，查明原因，并将数据结果反馈给用户，提供解决方案，远程控制清洗装置自动对需要清洗的组件进行清洗 。运维知识库中，某个知识单元需要包括对运维对象的描述、状态分析、故障原因并提供可行性解决方案。智能化运维系统数据库核心是业务支持层，为该系统提供数据支持的数据层是基础层，主要包括原始数据库和以产生式规则生成的知识库。
结语
通过大数据分析预警系统平台进行远程设备集中管理和数据分析，对故障进行预判；利用EAM信息化平台可以对光伏设备运维进行全寿命周期管理，将设备全寿命设备管理经验信息进行积累，快速培养运维人员技术水平；光伏设备网格化管理结合无人机搭载红外成像设备对故障进行快速定位、远程诊断、光伏组件精确清洗；再辅以大数据分析对设备进行预防性试验、检测、检修、维护，做好设备基础维护工作；积极推动光伏创新技术应用，提升设备效能；最终形成一套完整的光伏精益化运检管理体系。促进电站高效、经济、安全、稳定运维，实现电站的“少人值守、无人值守”，适应国家提出的平价上网政策，适应光伏行业电力市场竞争，提升光伏企业的市场竞争能力。
参考文献
[1]张京海.浅谈大型并网光伏电站的运行维护管理[J].建筑工程技术与设计.
[2]王东.分布式光伏电站设计[M].建设与运维.
论文作者:赵亚冬
论文发表刊物:《中国电业》2019年第12期下
论文发表时间:2019/11/29
标签：电站论文; 光伏论文; 设备论文; 故障论文; 网格论文; 数据论文; 组件论文; 《中国电业》2019年第12期下论文;