智能集控平台在光伏发电站生产中的应用

张秋业

（江苏林洋光伏运维有限公司，江苏 南京 210000）

0 引 言

随着经济和科技的发展，大数据分析应用、互联网+的理念等深入生活，以光伏发电为代表的新能源行业在这种大环境下自然也会应用到大数据平台的相关产品，通过大数据平台统一对进行光伏电站的数据采集、实时监控、数据分析、生产管理等，为了投资者带来便利的同时，依托于大数据分析最大限度地保证投资者的收益回报的实现[1]。

1 智能集控平台的概述

随着科学、经济的高速发展，大数据、大平台技术的蓬勃发展，结合计算机技术、网络通信技术、电气自动化技术及大数据技术等多个知识体系的智能集控平台应运而生。作为多种技术的有机结合，我国智能化集控平台正在经历起步到应用推广的阶段，目的是通过最大限度减少劳动力成本、少人甚至无人运维光伏电站来进一步提高工业自动化、智能化的水平。作为一种在传统电力工程领域衍生起来的新兴智能化技术，其已经在电力行业的生产实践中扮演着重要的角色，受到越来越多光伏行业人员的关注。

智能集控平台是以可扩展的数据服务器为基础，以现场部署的采集服务器为前提条件，通过在服务器中部署数据库进行实时数据的存储和历史数据的存储，即实时库和历史库，实时数据通过上层的软件在网页上得以呈现，从而实现实时监控。通过对历史数据的机器学习，结合相应的算法进行大数据分析，呈现出想要的结果或者预期的结果。同时，结合光伏运维工作中的实际业务场景，结合响应的流程操作，将日常线下的生产工作迁移到统一的集控平台，实现智能化和无纸化的办公[2]。

2 智能集控平台在光伏生产中的应用

2.1 光伏发电站智能平台实时数据监控

早期的变电站和发电厂数据监控依托于本地的SCADA系统，通过本地部署的服务器，实现电压、电流、功率、温度、开关位置、变压器油温等数据的实时采集，实时地检测各类故障告警信息，通过系统实现对开关、刀闸等一次高压开关设备的远程遥控等功能。本文中所提及的智能集控平台，通过在本地部署数据服务器，加装防火墙以及安全隔离设备，在保证网络安全的前提下，将数据通过VPN加密的方式，传输到业主方所部署的数据服务器中进行存储和分析。因此，智能集控平台具备了本地SCADA系统功能，即数据的实时采集监测功能。同时，该平台还具备数据的远程传输能力。图1为光伏发电站智能平台实时数据监控。

图1 光伏发电站智能平台实时数据监控

2.2 光伏电站集控平台的智能化告警

随着光伏装机体量的逐渐扩大，业主方持有的电站规模越来越大。光伏电站属于重资产，小至几亿的投资，大至几十亿上百亿的投资，如何做到资产的保值、增值非常重要，事关业主方投资的收益回报。如此庞大的资产需要保持可控、可靠、稳定的运行。智能集控平台通过自带的智能化、精准的告警分析、推送功能，保证光伏电站在发生故障的第一时间让运维人员以及业主方知悉。光伏电站的数据量是非常庞大的，上传到集控平台的数据繁多，如何从庞杂的数据中获取有效、准确的故障告警信息至关重要。光伏电站设备长期处于恶劣环境中，难免会发生短路、开路、局部阴影遮挡及异常老化等故障，影响发电效率，严重时会引发事故。有效监测光伏设备运行状态，及时发出告警信息，对光伏系统可靠、稳定运行尤为重要。针对上述问题，智能集控平台通过大数据机器学习，对无效的告警信息进行过滤，同时支持人工配置、过滤掉无效的数据，并且支持按不同的需求，将不同级别的故障信息精准推送到个人。平台的智能化告警，是保证光伏电站稳定、可靠运行的基础。依托智能化告警，可以快速地处理影响发电的问题，以知识库的方式对故障进行分析，给出分析提示或者诊断报告，优化故障诊断，查找故障产生的原因，应用人工智能减少检修及故障分析的时间，从而可以最大限度地提升运维效率，减少发电量的损失，保证业主方的资产的稳定运行和收益。

2.3 光伏电站集控平台的运维管理

在我国，光伏电站管理多以粗放式的线下运维管理，存在很多不可控的环节，无法做到全面、全流程的多节点管控。另外，线下运维往往需要投入大量的人力、物力成本以及时间成本，流程管理无法实现标准化、流程化；从投资角度来说，不能最大化地降低成本。在此背景下，从长远考虑，依托于光伏电站智能集控平台的标准化的运维管理势在必行。通过平台化的管理，在线上派发工作任务，工作人员接到任务后开展工作。平台对工作开展的时间进行分析，整个工作流程以及处理时间、处理方式会清晰呈现在平台上，大大提高了工作效率。借助平台的运维管理功能，将电力行业线下的一二种工作票、操作票等标准化流程固化到平台中，在平台中新建典型操作票和典型工作票，减少人工填写的时间；各个节点专人审批，在保证规化的前提下，线上开展各项工作。对于日常的巡检工作，平台自动生成巡检任务表单，人员根据表单内容开展工作，同时自动绘制人员的行踪轨迹图，最后生成巡检报告，对异常项给出初步的判断及分析[3]。

2.4 主动数据分析

与普通的电力系统的变电站相比，光伏电站的数据量是庞大的，给数据存储以及数据分析带来巨大的挑战。因此，需要在海量的数据中检索出有用的信息，对有用数据信息进行提炼、分析，也可以借助于机器学习或者神经网络算法等强化平台的数据分析能力。借助于强大的算法，可以找出存在异常数据的设备，提前给出预警信息并做好预防工作。通过对于电压、电流、温度等数据的分析，可以对发电处于亚健康状态的设备出具一份体检报告，并且给出处理建议。同时，也可以以告警推送的方式，第一时间将存在异常的设备推送到运维人员的手机，从而大大提高了问题发现的及时性。主动数据分析的应用，目的在于化被动为主动，摆脱老旧的工作模式，即当发现问题后再去处理，而不是提前诊断出问题。通过主动分析可以大大减少损失电量的产生，从而降低经济损失，保证电站运行的价值。

3 智能集控平台的发展技术前景

在大数据时代，每天甚至每分钟都会产生数量巨大的信息和数据，同样在新能源领域的光伏电站，以秒级产生海量的数据。因光伏发电站常处于比较偏远的地区，不采用统一的集控平台，在实现数据集中监控时会十分繁杂，不利于业主方的管控。另外，常规的本地后台监控系统不满足集中监控的条件，本地后台只能就地监测一个电站的数据。对于投资者来说，分布在全国各自的重量级资产无法实时掌握其动态，是不可接受的事情。物联网技术、大数据技术、人工智能技术日益成熟的今天，资源共享、技术共享，昂贵的进口服务器正逐渐被国产化的集群、可扩展的服务器所取代，行业的壁垒正在逐渐被打破，技术条件已经完全具备。智能集控平台较常规后台具有独特的优势，在满足数据存储、数据监控的常规功能同时，可以实现TB级别的数据处理与分析，在可扩展的分布式数据库的框架上，开发衍生出满足各种需求的功能产品。平台功能以产品的形式源源不断地呈现出来，使得平台将跟随时代的步伐，不断地提升以满足日益增长的需求。

4 结 论

在光伏行业中，随着我国光伏装机体量的不断提升，智能集控平台的需求将不断提升。平台的应用将会大幅度提升光伏电站的透明度、资产的可控度以及健康度，有利于投资者了解资产的真实情况，从而做出正确的投资决策。对于功能应用的要求，必将日益严苛，依托于平台的智能化运维模式将成为主流，平台技术的应用将拥有广阔的发展前景。