智慧光伏-光伏發(fā)電廠可視化運維管理系統(tǒng)建設(shè)方案

智慧光伏建設(shè)背景

在“雙碳”戰(zhàn)略提出后，光伏行業(yè)因其突出的低碳環(huán)保屬性迎來了發(fā)展的黃金時期。

據(jù)統(tǒng)計，2021年，我國分布式光伏年度新增規(guī)模約2900萬千瓦，突破新增光伏發(fā)電裝機的50%，約占55%，發(fā)展勢頭強勁。

集中式光伏電站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大。出于土地成本考慮，電站通常地處偏遠地區(qū)，給運維管理帶來了諸多不便。但隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與光伏產(chǎn)業(yè)的深度融合，光伏電站將朝著數(shù)字化、智能化、信息化的方向高速發(fā)展，智慧光伏電站將成為主流。

智慧光伏系統(tǒng)概述

智慧光伏電站三維可視化運維輔助系統(tǒng)采用典型的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三部分構(gòu)成，基于智能通訊技術(shù)，依托云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，形成數(shù)據(jù)“四中心一平臺”，提供實時的信息監(jiān)控、診斷分析和故障報警功能、運維管理、區(qū)域調(diào)度中心，實現(xiàn)安全、低碳、高效的分布式智慧光伏管理。

智慧光伏系統(tǒng)功能

電站概覽系統(tǒng)

光伏電站整體可視化：展示運檢中心及光伏場站總體生產(chǎn)經(jīng)營信息，包括發(fā)電計劃、發(fā)電量、售電量、機組運行容量、負荷率、發(fā)電設(shè)備平均月利用小時等指標。

各場站全局信息可視化：對光伏場站的環(huán)境參數(shù)、發(fā)電量統(tǒng)計及計劃、今日報警/未讀報警、接入逆變器數(shù)量/逆變器總?cè)萘康刃畔⑦M行監(jiān)控展示。

智慧運維管理

1）. 智能檢修系統(tǒng)

實時監(jiān)控光伏廠區(qū)組件、箱逆變、線路、升壓站等設(shè)備的運行情況，為生產(chǎn)運營中心運行人員、現(xiàn)場維檢人員提供精準的預(yù)警、告警信息。檢修人員通過智能穿戴設(shè)備與監(jiān)督人員進行實時交互，對W/H點進行確認。遇到難題實時獲取后臺專家知識庫支撐，提高運維效率。故障原因及措施自動收入安全生產(chǎn)運維資源庫，檢修過程形成閉環(huán)管理。

2）.智能廠區(qū)運維

應(yīng)用智能無人機、視頻監(jiān)控、智能穿戴等技術(shù)，實現(xiàn)光伏廠區(qū)智慧維檢、安全管控，提高運維智能化水平。光伏廠區(qū)運維主要分為光伏組件、箱逆變設(shè)備維檢以及光伏場區(qū)安防。

3）. 升壓站運維

應(yīng)用電纜頭測溫傳感器等智能設(shè)備，及時反饋溫度異常信號并根據(jù)預(yù)設(shè)置方式進行合理動作;應(yīng)用機器人進行全方位巡檢，保障在無人值守情況下，故障無死角。升壓站運維主要包括升壓站設(shè)備巡檢、升壓站安防、升壓站危險源管控。

無人機巡檢系統(tǒng)

基于可搭載熱紅外成像相機和可見光成像相機的無人機，自動探測組件灰塵、污垢、裂痕、遮擋、發(fā)熱等異常情況，通報異常詳情及精確位置信息。

1）. 遠程自動巡檢

在集控中心選擇巡檢任務(wù)或任務(wù)執(zhí)行順序，啟動任務(wù)，無人機自動從智能機庫起飛、拍照、降落、換電池、充電，按照預(yù)設(shè)的線路依次進行巡檢。

2）. 巡檢任務(wù)概覽

展示當前任務(wù)信息，包括任務(wù)線路、任務(wù)重要等級、任務(wù)進度、任務(wù)責任人等?？砂床煌Y選條件進行任務(wù)查詢，不同的巡檢任務(wù)具有不同的航線。

3）. 設(shè)備信息維護

將光伏進行編號后根據(jù)航點編組，圖像處理中發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常后記錄異常的對應(yīng)編組和編號;對光伏運行數(shù)據(jù)進行分析，自動對異常信息進行篩選和驗證。

4）. 航點規(guī)劃調(diào)試

無人機航點與光伏板編組一一對應(yīng)，一個航點對應(yīng)一個光伏板編組。航點規(guī)劃時，調(diào)試人員步行至對應(yīng)光伏板編組處，將無人機調(diào)整到最佳姿態(tài)。

5）. 巡檢航線管理

巡檢航線列表按照不同的篩選條件對航線進行展示;通過對關(guān)鍵點處的無人機姿態(tài)，云臺偏轉(zhuǎn)、俯仰、焦距的設(shè)定，實現(xiàn)航線的增加；可刪除廢棄巡檢航線。

6）. 在線視覺分析

甄選無人機拍攝的標準照片，建立視覺分析樣本庫，對智能視覺分析系統(tǒng)進行訓練，通過對無人機巡檢過程上傳的照片進行視覺分析，實現(xiàn)光伏熱板等設(shè)備異常的識別與診斷。

數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)

運行人員在當班過程中記錄生產(chǎn)、設(shè)備、管理信息，監(jiān)測實際運行狀況，生成運行報表。實現(xiàn)損耗分析、系統(tǒng)效率分析、電站日負荷曲線、智能光跟蹤、陰影遮擋分析等功能。實現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)化設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)控、輔助生產(chǎn)監(jiān)控。

故障監(jiān)測系統(tǒng)

應(yīng)用移動互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，全面覆蓋、在線智能監(jiān)測光伏電站所有設(shè)備，實時定位并準確判別故障，避免“無目的例行巡查”，指導開展人工現(xiàn)場檢測核驗消缺。

光伏組件分布監(jiān)控：實時自動繪制光伏組件的時間功率曲線圖以及相同時間段不同光伏組件的輸出總功率，自動定位異常光伏組件。

逆變器實時監(jiān)測：開展逆變器實時在線監(jiān)測，確保各項指標都在正常范圍內(nèi)，若相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)異常，可自動關(guān)聯(lián)故障專家?guī)?，對逆變器進行實時在線診斷。

匯流箱監(jiān)控：實時對匯流箱運行狀態(tài)進行診斷分析，關(guān)聯(lián)逆變器故障專家?guī)欤瑢R流箱進行實時在線診斷，輸出故障原因。

環(huán)境監(jiān)測儀監(jiān)控：光伏電站的發(fā)電量大小客觀上受太陽輻射量影響，環(huán)境監(jiān)測儀監(jiān)控主要進行環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測與統(tǒng)計分析。

綜合除塵分析診斷：通過標準串和對比串的數(shù)據(jù)對比，分析出遮擋損耗。綜合分析天氣、電站整體PR衰減等因素，對組件清洗進行提醒。

安防監(jiān)控系統(tǒng)

從人員情況、車輛情況、圍欄情況、違章抓拍報警、火災(zāi)監(jiān)視預(yù)警等方面，總體展示電站安全生產(chǎn)狀態(tài)，構(gòu)建電站智能安防“一張圖”，可通過智能安防監(jiān)視系統(tǒng)，實時掌控光伏整體電站的安全情況。

智慧光伏開發(fā)平臺

數(shù)維圖（SovitJs）應(yīng)用自主研發(fā)的 Sovit3D 產(chǎn)品，無縫融合 2D、3D 技術(shù)，搭建了一套輕量化的 3D 可視化智慧光伏電站運維輔助系統(tǒng)解決方案。通過數(shù)維圖Sovit3D可視化開發(fā)平臺實現(xiàn)可交互式的 Web 三維場景，基于多維感知、場景物聯(lián)、物信融合的技術(shù)理念，不斷豐富與完善光伏電站全面感知，實現(xiàn)設(shè)備設(shè)施智能巡檢，環(huán)境風險主動監(jiān)測預(yù)警，助力集控中心生產(chǎn)調(diào)度，輔助決策和全局掌控。

智慧光伏建設(shè)價值

數(shù)維圖數(shù)字孿生三維可視化智慧光伏電站解決方案通過各類場景物聯(lián)應(yīng)用，豐富與完善光伏電站全面感知，支持與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，輔助光伏電站統(tǒng)一集控和管理決策，拉近管理視覺。通過AI視頻，對基建期、運行期的高風險作業(yè)行為進行可視化監(jiān)管。以固定點監(jiān)控、無人機、單兵等，幫助用戶檢測設(shè)備運行狀態(tài)，完成巡檢任務(wù)并輸出分析報告，提升巡檢效率。通過智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，對站點的內(nèi)外部環(huán)境。人車非法入侵等，實現(xiàn)智能安全防范，保障系統(tǒng)的安全溫度運行。

智慧光伏系統(tǒng)交付

數(shù)字孿生智慧光伏電站三維可視化運維輔助決策系統(tǒng)基于Sovit3D三維可視化平臺+SovitChart圖表可視化平臺，WebGL標準B/S架構(gòu)，采用HTML5+JavaScript技術(shù)作為前端基礎(chǔ)，產(chǎn)品開發(fā)的二次代碼及項目源文件（模型+程序+操作手冊等）全部提供客戶，既可部署在云端，也可本地化部署。

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審核編輯 黃昊宇