光伏电站智慧运维系统

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陕西建工新能源有限公司，陕西省 西安市 710016

摘要：随着全球光伏装机容量增多，光伏电站的形式增多，单体项目容量增大，传统运维模式效率低、难度大，并且存在故障发现与处理缓慢等问题，造成光伏电站发电量严重下降，从而导致项目的收益率降低。为了提高光伏电站的整体收益率，光伏电站智慧运维系统应运而生。本文主要介绍光伏电站运维技术的现状，光伏电站智慧运维系统的应用前景及发展方向，希望本文对未来光伏电站投资、运维的发展起到促进作用，为投资者带来更高的效益率。

关键词：光伏电站、智慧运维、收益率

1 前言

国家能源局发布电力工业统计数据显示，截至2022年7月底，光伏发电装机总容量约3.4亿千瓦，同比增长26.7%。目前我国正处于大力发展光伏电站阶段，许多项目为了抢电价、赶工期、占资源，却忽略了项目的品质，导致光伏电站质量下降，不断爆发出各种质量、安全问题，造成很多光伏项目收益远低于预期效果。因此，迫切需要一个光伏电站智慧运维系统，来实时掌握光伏电站运行情况，提前预测问题、解决问题，提高发电效率，从运维的角度提高光伏电站收益率。

2 现状

目前，光伏电站的运维主要是通过后台监控系统、视频监控系统和现场巡视相互配合来完成。后台监控主机、光伏区通讯设备、通讯管理机等设备组成光伏电站监控系统，以光缆为传输介质。光伏区通讯设备可实时上送箱变、逆变器等设备运行状态、设备参数、电量信息、环境情况等信息，还可以实时对断路器等设备进行控制。光伏区视频监控系统可以实现对箱变、厂区四周及道路等进行全天候的图像监视，通过云台可实现360°旋转，移动检测录像、报警录像等功能。现场巡视可以看到光伏组件表面清洁程度、接线牢固情况、设备外观及未上传后台的其他信息等一些基本情况，但是现场巡视会有局限性，如果发现不及时，会导致问题扩大。而且现场巡检工作强度大，效率低，人员多，成本高。

3 智慧运维系统

光伏电站智慧运维系统运用“工业4.0”、“互联网+”、“物联网”等先进技术和理念，结合数据采集与传输、分析等信息技术于一体，打造新一代的智能化设备和系统。可实现精准获取光伏场区数据，并从光伏场区到云后台再到工作站的高速传输，进行多方面智能检测、分析、联动报警等功能。从而提升了光伏电站自动化水平，向智慧电站方向发展，减少运维人力。

3.1 智能巡检无人机系统

智能巡检无人机系统包括无人机充电站、智能巡检无人机、云后台。巡检无人机按人为选定的光伏区域，规划路线自动巡检，并在巡检结束后自动返回无人机充电站。无人机充电站配备换电及充电功能，运维人员可远程操作无人机换电池。充电桩内配备多块电池，无人机返回后，两分钟内完成换电即可再次起飞作业，无需等待充电。

智能巡检无人机使用无人机作为运输工具，搭载红外热成像相机、可见光成像相机、北斗定位系统、计算机智能终端等设备，来实现智能巡检功能。无人机定期巡检光伏区，通过红外热成像技术、遥感技术提供包括组件温度检测、组件表面灰尘检测、组件裂纹破损检测、组件遮挡检测、逆变器及箱变异响检测等功能。还可结合可见光数据和红外数据进行分析，来确定电池片和接线盒受损情况，实现在高空对光伏组件热斑效应、隐裂、接线盒故障等问题的检查，并结合北斗定位系统，精确定位故障组件位置，提高运维人员检修效率。智能巡检无人机将收集到的实时数据、图像传至云后台，供运维人员远程查看光伏区情况。

3.2 智能驱鸟器

鸟粪若掉落在组件上，会对组件造成遮挡，导致热斑效应，严重时可能会引发火灾事故。而且鸟粪内存在会对组件玻璃及镀膜造成腐蚀的化学成分，导致玻璃透光率降低，转换效率下降，最终导致电站的收益减少。鸟粪粘连在组件上如果不及时清理，会造成后期清洗难度提升，导致清洁费用提高，进一步降低电站收益率。山地光伏与屋顶光伏电站常常出现鸟粪掉落在组件上的情况。

智能驱鸟器是一种超声波发射系统，主要元器件为单片机，拥有低功耗等特点。由它发出的超声波刺激鸟类，使其远离超声波覆盖的范围，从而避免鸟粪留在组件上。该系统可24小时不间断运行，运维人员也可以远程启停驱鸟器，保证了驱鸟效果的持久性。

3.3 基于物联网的环境监测

若想要实现光伏电站远程智能运维，实时监测光伏电站环境数据是必不可少的。运维人员可通过基于物联网的环境监测，来获取实时、完整、持续的光伏电站环境数据。通过此数据，运维人员可对光伏电站整体运行环境进行评估，针对评估结果采取有利于光伏电站效率的运维措施。

该技术采用传感器多点采集光伏电站环境的温度、湿度、光照强度等数据，通过Zig-Bee技术将数据传输至就近的路由网关节点，并通过路由网关节点将数据转发至云平台，从而实现远程监控。

3.4 安防消防一体化监测系统

光伏电站厂区占地面积大，组件排布密集，导致电站存在诸多不可控问题。例如电站的外围会由于人为等原因起火，如果杂草横生加上起风的原因，极容易导致火势蔓延至发电厂区内，导致电站受到损失。这时安防消防一体化监测系统就显得尤为重要。

安防消防一体化监测系统是一个集视频监控技术、图像智能识别技术、网络传输技术于一体的综合系统，该系统同时具备火灾监测功能及视频监控功能。

系统配备智能网络摄像机及热成像双光谱设备，包含越界监测、人脸抓拍、声光提醒、双向对讲功能，实现智慧安防。热成像双光谱设备内置烟火识别算法，可对烟雾以及火灾点进行识别，迅速发现火情、准确报告火情，实现对火灾的立体化、全方位监测。系统基于AI与大数据技术，通过大量模拟实验和大量实际烟雾与火灾数据样本，深度学习烟雾与火灾的特征，做到烟火识别更准确，误报率更低。安防消防一体化监测系统可以全天不间断、360°无死角监测，在巡航转动过程中，同时实现视频监控与火灾探测功能，做到隐患与危险发现更精确，更及时。

4结语

光伏电站智慧运维系统运用各种高新技术，减少光伏电站运维人员投入，降低经济的开销，提高运维效率。并可实现对多个光伏电站进行远程一站式管理，提供更加科学的运维方法，保障了光伏电站资产的保值，提高了项目的增值。

目前，光伏行业已经成为促进实现双碳目标的主要行业之一，使用光伏电站智慧运维系统，让光伏电站运维更加智能、高效，实现光伏行业的可持续发展，为国家早日实现能源绿色转型做出积极贡献。

参考文献

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