大型光伏電站智能巡檢系統的研究與應用

華能瀾滄江新能源有限公司石林光伏電站 李元 李帆 付淵

大型光伏電站智能巡檢系統的研究與應用

華能瀾滄江新能源有限公司石林光伏電站 李元 李帆 付淵

為推動大型光伏電站巡檢工作的規范化、管理的科學化和監督的自動化，華能石林光伏電站開展了大型光伏電站智能巡檢系統的研究及應用。本文主要介紹大型光伏電站巡檢所面臨的困難，巡檢系統組成及巡檢系統功能。

大型光伏電站；巡檢系統；缺陷管理；后臺管理系統；手持終端

0 引言

隨著生產自動化程度和技術水平的提高，組件轉換效率的不斷提高及價格的下降，以及近幾年國家推出的一系列激勵政策，帶動了很多大型光伏電站的投入運營。以華能石林光伏電站為例，總裝機容量100MW，總占地面積約2650畝，含2個升壓站、約102臺箱變、206臺逆變器、1330臺匯流箱、50萬塊組件，僅有8名運維人員。大部分大型光伏電站均面臨巡檢工作量大、維護難度大、運維人員緊缺等問題。智能巡檢系統可提高電站智能數字化管理水平，提高工作效率，同時便于運維人員、外委人員及安保人員的巡檢管理、缺陷管理及跟蹤管理等。

1 大型光伏電站巡檢面臨問題

1.1 無法隨時掌握巡檢員執勤的到位情況。

由于電站巡檢有運維人員、外委人員及安保人員，且電站巡檢面積大、巡檢設備多、管理人員少，無法有效的保證工作人員按計劃要求巡檢，使巡檢工作的質量得不到保證，能否及時發現缺陷隱患得不到保證。

1.2 缺乏缺陷隱患跟蹤處理的平臺

很多事故都因為隱患得不到及時解決或解決不徹底而造成的，若缺乏隱患跟蹤平臺，隱患無法有效跟蹤管理，則宜導致人員遺漏或缺失隱患處理，從而引起事故的擴大。

1.3 數字化分析管理不全面

對發現的隱患及設備故障無法進行有效的分類統計分析，不利于隱患類型、設備缺陷問題的分析，從而對階段性的重點巡檢工作及設備缺陷管理安排不到位。

1.4 對電站不熟悉的人員，巡檢難度較大

由于電站巡檢面積大，設備量大并分布分散，若對電站不夠熟悉，尋找設備過程中會導致耗工費時。

2 智能巡檢系統的應用

隨著網絡通信技術、全球定位技術、地理信息系統等技術的發展，結合大型光伏電站巡檢工作、缺陷管理及信息化管理等實際工作需求，開發適用于大型光伏電站的智能巡檢系統，從而推進巡檢工作和缺陷管理的規范化、監督和管理工作的智能化、工作效率的最大化。

2.1 智能巡檢系統在大型光伏電站的適用性

2.1.1 大型光伏電站對比傳統能源電站，設備基本采用平面布置，智能巡檢系統是基于全球定位技術而開發的。在定點、定線路的巡檢過程中，與全球定位系統相契合，通過衛星地圖能全面、直觀反映電站全貌。

2.1.2 大型光伏電站設備較多、面積較廣、地形復雜。利用智能巡檢系統，能夠更加準確、快速的定位設備位置，方便制定巡檢路線，查找設備故障和缺陷。

2.1.3 大型光伏電站運維管理人員較少，借助現代化的智能管理手段，能夠彌補人員不足的特點。同時結合相關生產數據，能夠提前對于隱患、故障進行分析評估，有效提升運維管理質量。

2.1.4 大型光伏電站采用傳統人力巡檢模式效率低、時間長，通過智能巡檢系統結合無人機技術的模式，能夠較快的完成現場大面積巡檢任務，對于一些人工巡檢盲區，也是一個很好的補充，省時省力。

2.1.5 大型光伏電站外包工作項目較多，通過智能巡檢系統，能夠加強外包人員隊伍管理。通過對外包人員定位，加強外包工作地點管控，并根據現場工作情況，完善工作周期計劃。

2.2 智能巡檢系統體系結構

2.2.1 巡檢系統包括一個后臺管理系統+多個移動手持終端。后臺管理系統運行在服務器側，具備各種管理功能；手持終端可在一段時間范圍內獨立運行，保存巡檢及缺陷數據，可通過USB、WIFI、3G/4G移動通信等多種數據傳輸方式，將終端存儲數據上傳至后臺系統，并下載后臺系統相關數據。

2.2.2 后臺管理系統具備實時監控、消息通知、GPS軌跡分析、設備臺賬、缺陷管理、缺陷流程、缺陷趨勢及類型分析、巡檢路徑及片區、巡檢計劃、巡檢任務、巡檢記錄及日志、員工考勤、報表管理等一系列功能。并可通過客戶端訪問系統服務器。

2.2.3 手持終端具備任務管理、數據采集、缺陷記錄及處理、路徑軌跡、資料查詢、數據同步、統計分析等功能。是基于移動GIS功能完成空間數據管理和分析，利用北斗、GPS、GLONASS等系統進行定位和跟蹤，再利用手持終端完成數據獲取功能，借助移動通信技術完成坐標、采集時間、圖形、文字、聲音等數據的傳輸。

2.3 智能巡檢系統實現功能

2.3.1 地圖展示：由于石林光伏電站依水平地面平鋪建設，故系統通過基礎天地圖及電站圖層搭建站內設備地圖，并可通過圖層開關顯示或關閉地圖上對應的設備。

2.3.2 實時定位跟蹤：在手持終端有網絡情況下，巡檢人員可實時查看自己的實時位置坐標。GPS的定位數據會定時上傳至服務器，管理人員在后臺系統或移動終端上進行用戶的位置查看，從而達到保障現場作業人員安全、監控管理、績效考核的目的。

2.3.3 便捷的缺陷錄入功能：為提高巡檢工作效率，系統搭建完整的缺陷類型庫，在巡檢或巡查過程中發現缺陷時，可在缺陷類型庫內選擇缺陷并可拍照、錄制語音，且系統會自動記錄當前的準確位置信息和發現時間，通過手持終端快速的上報相關信息（缺陷、圖形、文字、聲音等數據），同時在無網絡環境下，手持終端可將采集數據信息緩存在本地，系統在有網絡情況下即可自動將數據上傳至后臺管理系統，數據上傳后即可在地圖缺陷圖層中以警報或設備異常的圖標顯示。

2.3.4 缺陷管理：通過缺陷管理功能，通過各種條件查詢相應的缺陷現場信息，及時掌握缺陷數量與缺陷處理進度及具體情況。為避免缺陷遺漏無人處理，在地圖上可通過圖層開關顯示未處理缺陷圖層，點擊缺陷圖標后可查看缺陷的詳細信息。

2.3.5 巡檢管理：管理人員或值班負責人根據實際情況規劃巡檢路線及任務，并在巡檢任務生成后，后臺管理系統會將巡檢任務定時自動下發至對應巡檢人員的手持終端上，員工打卡上班后以語音形式提醒巡檢任務。

2.3.6 巡檢軌跡：自動記錄巡檢人員的巡檢路徑，自動生成巡檢完成率及其具體巡檢情況，管理人員可通過查看實時監控或是查看歷史軌跡，能夠及時掌握巡檢情況。

2.3.7 缺陷分析：依據一段時間的數據開展缺陷趨勢分析及缺陷類型分析，為調整巡查工作、設備維護或改造、員工培訓等方面提供重要依據。

2.3.8 報表管理：后臺管理系統通過巡檢情況自動生成巡檢報表及缺陷報表，利于相關生產人員管理及分析。

3 總結

華能石林光伏電站智能巡檢系統已通過試運行階段，能夠實現標準化、規范化、信息化要求，可通過智能化管理提高巡檢水平及缺陷管理水平，大大提高工作效率，同時加強巡查人員及巡查工作的監管，通過缺陷數據的分析，為有效的預防和迅速排除故障提供了有力的保障，最終為提高電站智能化管理水平、提高經濟效益等方面提供了有效的手段。