光伏電站運(yùn)維難?“AI和大數(shù)據(jù)”有辦法!

通過(guò)大數(shù)據(jù)收集,以智能光伏綜合管理平臺(tái)為中心,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享,建立起電站與運(yùn)維人員之間的溝通橋梁,快速處理影響電站穩(wěn)定運(yùn)行的外部因素。

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在光伏領(lǐng)域,除了要注重光伏電站建設(shè)質(zhì)量,同時(shí)也要注重電站建成后的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)。面對(duì)繁雜長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)與維護(hù),如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和簡(jiǎn)易化?在“AI、大數(shù)據(jù)”等技術(shù)的應(yīng)用中,我們或許找到了這個(gè)答案。

“在光伏電站運(yùn)維上采用AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等這些信息技術(shù)手段,對(duì)于提升整個(gè)電站的運(yùn)營(yíng)效率以及降低人力成本都有非常大的幫助。”賽迪智庫(kù)集成電路研究所主任江華說(shuō)道。

隨著“AI、大數(shù)據(jù)”等技術(shù)的應(yīng)用,光伏領(lǐng)域逐漸出現(xiàn)了如光伏智慧運(yùn)維平臺(tái)、智能光伏綜合管理平臺(tái)、無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器、光伏電站清掃機(jī)器人等智能軟硬件設(shè)備。那它們到底是如何助力光伏發(fā)展的呢?

運(yùn)維滲透于電站發(fā)展各個(gè)階段

在中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、賽迪智庫(kù)等行業(yè)組織、專家聯(lián)合編制的《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖(2020年版)中是這樣定義電站運(yùn)維的:電站運(yùn)維是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的簡(jiǎn)稱,是以系統(tǒng)安全為基礎(chǔ),通過(guò)預(yù)防性維護(hù)、周期性維護(hù)以及定期的設(shè)備性能測(cè)試等手段,科學(xué)合理的對(duì)電站進(jìn)行管理,以保障整個(gè)電站光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行,從而保證投資者的收益回報(bào),也是電站交易、再融資的基礎(chǔ)。

江華告訴記者,光伏電站運(yùn)行有三個(gè)階段。

第一個(gè)是磨合階段,由于設(shè)備系統(tǒng)都處于磨合期,是故障率相對(duì)比較高的一個(gè)階段,持續(xù)時(shí)間約為1~2年的時(shí)間。

第二個(gè)階段是相對(duì)穩(wěn)定階段,在這期間電站偶爾會(huì)出一些故障,需要更換一些設(shè)備。

第三個(gè)階段就是電站的失效階段,臨近光伏電站使用壽命即將結(jié)束時(shí),因?yàn)樵O(shè)備老化或損壞,需要維修或更換。

“不管在哪個(gè)階段,電站的運(yùn)營(yíng)維護(hù)都必不可少,否則發(fā)電量將會(huì)減少,對(duì)整個(gè)電站的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。”江華說(shuō)道。

電站運(yùn)維中的“智能清掃專家”

灰塵堆積是我們?nèi)粘I钪凶畛R?jiàn)的現(xiàn)象。但在光伏電站上,可別小看這小小的灰塵,日積月累的灰塵會(huì)遮蔽住光伏組件的某些部分,在太陽(yáng)光的照射下,被遮蔽部分升溫速度會(huì)更快,致使溫度過(guò)高出現(xiàn)燒壞的暗斑,加劇光伏電池板老化、損壞,影響發(fā)電量。

《中國(guó)電子報(bào)》記者通過(guò)西安運(yùn)維電氣科技有限公司了解到,目前在光伏電站清潔方面,有人工清洗、高壓水槍清洗、大型清洗車清潔、噴淋系統(tǒng)清潔等傳統(tǒng)清潔方式。

但傳統(tǒng)清潔方式的工作效率、清掃費(fèi)用、適用場(chǎng)景各不相同。人工清洗效率低下,一人一天只能清潔150㎡,適用于地面而不適用于高空電站。

高壓水槍清洗一人一天能清潔500㎡,但卻不適用于缺水地區(qū)。大型清洗車一臺(tái)車能清潔5000㎡,但適用于有水的地面電站。

噴淋系統(tǒng)清潔效率倒是很高,但也需要大量用水,1MW用水量就有6—7噸。為了更好地降本提效,西安運(yùn)維電氣科技有限公司研發(fā)出了光伏板智能清掃機(jī)器人。

記者了解到,西安運(yùn)維電器科技有限公司的光伏板智能清掃機(jī)器人通過(guò)固定安裝旋轉(zhuǎn)滾刷把灰塵向前掃,系統(tǒng)自帶太陽(yáng)能發(fā)電、充電及蓄電裝置,能夠自供電,實(shí)現(xiàn)無(wú)水清掃,無(wú)需清潔介質(zhì)。

通過(guò)下載多種網(wǎng)絡(luò)通信模塊,可以實(shí)現(xiàn)與主流智能控制平臺(tái)如手機(jī)、臺(tái)式電腦、平板等聯(lián)接。全自動(dòng)遠(yuǎn)程和人工就地控制,無(wú)線模塊,遙控遙測(cè)兩種運(yùn)行方式切換自如。

清掃機(jī)器人在各種光伏電站均可部署,最適合大型集中式光伏電站。智能的清掃方案,無(wú)需人工干涉,清掃過(guò)程全部自動(dòng)化。

單程運(yùn)行距離800~1000米,清掃效果95%以上,適用于屋頂、大棚、平原、丘陵、沙漠、湖面等各個(gè)場(chǎng)景。

通過(guò)大量數(shù)據(jù)對(duì)比,對(duì)光伏面板積灰的除塵效果進(jìn)行了研究,結(jié)果顯示,每天清洗的面板比從未清洗的面板輸出功率增加了32%。

“AI大數(shù)據(jù)”助力電站運(yùn)維

順應(yīng)《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2018-2020年)》中提出的充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能硬件、移動(dòng)寬帶互聯(lián)等新一代信息技術(shù),推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)從自動(dòng)化向智能化升級(jí),加快實(shí)現(xiàn)智能制造和智能應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

光伏電站運(yùn)維近幾年不斷顯現(xiàn)智能光伏綜合管理平臺(tái)、無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器等智能運(yùn)維平臺(tái)。

通過(guò)大數(shù)據(jù)收集,以智能光伏綜合管理平臺(tái)為中心,進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享,建立起電站與運(yùn)維人員之間的溝通橋梁,快速處理影響電站穩(wěn)定運(yùn)行的外部因素。

搭載人工智能算法和圖像識(shí)別技術(shù)的無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng),及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)光伏電站進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè),提前預(yù)判電站可能發(fā)生的問(wèn)題,準(zhǔn)確定位的同時(shí)減少人力成本。

“比方說(shuō)逆變器突然產(chǎn)生故障,通過(guò)相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)和運(yùn)維系統(tǒng),就可以感知到器件的故障,實(shí)時(shí)傳送到控制中心,隨后通過(guò)AI和大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生解決方案,隨之把解決方案下派到運(yùn)維工作人員的手中,然后第一時(shí)間解決故障。”江華在采訪中舉例說(shuō)道。

不過(guò),雖然AI大數(shù)據(jù)切實(shí)解決了光伏電站運(yùn)維難、效率低、成本高等實(shí)際問(wèn)題,但因?yàn)殡娬疽?guī)模大小、地理位地形特點(diǎn)都各不相同。對(duì)于大規(guī)模電站,地形比較平坦的地面電站來(lái)說(shuō),AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等這些信息技術(shù)手段的應(yīng)用以及相應(yīng)智能硬件的應(yīng)用成本比人力成本要低。

但對(duì)于其他地形不算平坦、規(guī)模較小的電站來(lái)說(shuō),使用智能硬件的成本相反要比使用人力的成本要高。

“所以是否采用AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)智能硬件等信息化技術(shù),需要進(jìn)行一個(gè)經(jīng)濟(jì)性測(cè)算。”江華如是說(shuō)。

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