智能集控平臺在光伏發電站生產中的應用

張秋業

（江蘇林洋光伏運維有限公司，江蘇 南京 210000）

0 引 言

隨著經濟和科技的發展，大數據分析應用、互聯網+的理念等深入生活，以光伏發電為代表的新能源行業在這種大環境下自然也會應用到大數據平臺的相關產品，通過大數據平臺統一對進行光伏電站的數據采集、實時監控、數據分析、生產管理等，為了投資者帶來便利的同時，依托于大數據分析最大限度地保證投資者的收益回報的實現[1]。

1 智能集控平臺的概述

隨著科學、經濟的高速發展，大數據、大平臺技術的蓬勃發展，結合計算機技術、網絡通信技術、電氣自動化技術及大數據技術等多個知識體系的智能集控平臺應運而生。作為多種技術的有機結合，我國智能化集控平臺正在經歷起步到應用推廣的階段，目的是通過最大限度減少勞動力成本、少人甚至無人運維光伏電站來進一步提高工業自動化、智能化的水平。作為一種在傳統電力工程領域衍生起來的新興智能化技術，其已經在電力行業的生產實踐中扮演著重要的角色，受到越來越多光伏行業人員的關注。

智能集控平臺是以可擴展的數據服務器為基礎，以現場部署的采集服務器為前提條件，通過在服務器中部署數據庫進行實時數據的存儲和歷史數據的存儲，即實時庫和歷史庫，實時數據通過上層的軟件在網頁上得以呈現，從而實現實時監控。通過對歷史數據的機器學習，結合相應的算法進行大數據分析，呈現出想要的結果或者預期的結果。同時，結合光伏運維工作中的實際業務場景，結合響應的流程操作，將日常線下的生產工作遷移到統一的集控平臺，實現智能化和無紙化的辦公[2]。

2 智能集控平臺在光伏生產中的應用

2.1 光伏發電站智能平臺實時數據監控

早期的變電站和發電廠數據監控依托于本地的SCADA系統，通過本地部署的服務器，實現電壓、電流、功率、溫度、開關位置、變壓器油溫等數據的實時采集，實時地檢測各類故障告警信息，通過系統實現對開關、刀閘等一次高壓開關設備的遠程遙控等功能。本文中所提及的智能集控平臺，通過在本地部署數據服務器，加裝防火墻以及安全隔離設備，在保證網絡安全的前提下，將數據通過VPN加密的方式，傳輸到業主方所部署的數據服務器中進行存儲和分析。因此，智能集控平臺具備了本地SCADA系統功能，即數據的實時采集監測功能。同時，該平臺還具備數據的遠程傳輸能力。圖1為光伏發電站智能平臺實時數據監控。

圖1 光伏發電站智能平臺實時數據監控

2.2 光伏電站集控平臺的智能化告警

隨著光伏裝機體量的逐漸擴大，業主方持有的電站規模越來越大。光伏電站屬于重資產，小至幾億的投資，大至幾十億上百億的投資，如何做到資產的保值、增值非常重要，事關業主方投資的收益回報。如此龐大的資產需要保持可控、可靠、穩定的運行。智能集控平臺通過自帶的智能化、精準的告警分析、推送功能，保證光伏電站在發生故障的第一時間讓運維人員以及業主方知悉。光伏電站的數據量是非常龐大的，上傳到集控平臺的數據繁多，如何從龐雜的數據中獲取有效、準確的故障告警信息至關重要。光伏電站設備長期處于惡劣環境中，難免會發生短路、開路、局部陰影遮擋及異常老化等故障，影響發電效率，嚴重時會引發事故。有效監測光伏設備運行狀態，及時發出告警信息，對光伏系統可靠、穩定運行尤為重要。針對上述問題，智能集控平臺通過大數據機器學習，對無效的告警信息進行過濾，同時支持人工配置、過濾掉無效的數據，并且支持按不同的需求，將不同級別的故障信息精準推送到個人。平臺的智能化告警，是保證光伏電站穩定、可靠運行的基礎。依托智能化告警，可以快速地處理影響發電的問題，以知識庫的方式對故障進行分析，給出分析提示或者診斷報告，優化故障診斷，查找故障產生的原因，應用人工智能減少檢修及故障分析的時間，從而可以最大限度地提升運維效率，減少發電量的損失，保證業主方的資產的穩定運行和收益。

2.3 光伏電站集控平臺的運維管理

在我國，光伏電站管理多以粗放式的線下運維管理，存在很多不可控的環節，無法做到全面、全流程的多節點管控。另外，線下運維往往需要投入大量的人力、物力成本以及時間成本，流程管理無法實現標準化、流程化；從投資角度來說，不能最大化地降低成本。在此背景下，從長遠考慮，依托于光伏電站智能集控平臺的標準化的運維管理勢在必行。通過平臺化的管理，在線上派發工作任務，工作人員接到任務后開展工作。平臺對工作開展的時間進行分析，整個工作流程以及處理時間、處理方式會清晰呈現在平臺上，大大提高了工作效率。借助平臺的運維管理功能，將電力行業線下的一二種工作票、操作票等標準化流程固化到平臺中，在平臺中新建典型操作票和典型工作票，減少人工填寫的時間；各個節點專人審批，在保證規化的前提下，線上開展各項工作。對于日常的巡檢工作，平臺自動生成巡檢任務表單，人員根據表單內容開展工作，同時自動繪制人員的行蹤軌跡圖，最后生成巡檢報告，對異常項給出初步的判斷及分析[3]。

2.4 主動數據分析

與普通的電力系統的變電站相比，光伏電站的數據量是龐大的，給數據存儲以及數據分析帶來巨大的挑戰。因此，需要在海量的數據中檢索出有用的信息，對有用數據信息進行提煉、分析，也可以借助于機器學習或者神經網絡算法等強化平臺的數據分析能力。借助于強大的算法，可以找出存在異常數據的設備，提前給出預警信息并做好預防工作。通過對于電壓、電流、溫度等數據的分析，可以對發電處于亞健康狀態的設備出具一份體檢報告，并且給出處理建議。同時，也可以以告警推送的方式，第一時間將存在異常的設備推送到運維人員的手機，從而大大提高了問題發現的及時性。主動數據分析的應用，目的在于化被動為主動，擺脫老舊的工作模式，即當發現問題后再去處理，而不是提前診斷出問題。通過主動分析可以大大減少損失電量的產生，從而降低經濟損失，保證電站運行的價值。

3 智能集控平臺的發展技術前景

在大數據時代，每天甚至每分鐘都會產生數量巨大的信息和數據，同樣在新能源領域的光伏電站，以秒級產生海量的數據。因光伏發電站常處于比較偏遠的地區，不采用統一的集控平臺，在實現數據集中監控時會十分繁雜，不利于業主方的管控。另外，常規的本地后臺監控系統不滿足集中監控的條件，本地后臺只能就地監測一個電站的數據。對于投資者來說，分布在全國各自的重量級資產無法實時掌握其動態，是不可接受的事情。物聯網技術、大數據技術、人工智能技術日益成熟的今天，資源共享、技術共享，昂貴的進口服務器正逐漸被國產化的集群、可擴展的服務器所取代，行業的壁壘正在逐漸被打破，技術條件已經完全具備。智能集控平臺較常規后臺具有獨特的優勢，在滿足數據存儲、數據監控的常規功能同時，可以實現TB級別的數據處理與分析，在可擴展的分布式數據庫的框架上，開發衍生出滿足各種需求的功能產品。平臺功能以產品的形式源源不斷地呈現出來，使得平臺將跟隨時代的步伐，不斷地提升以滿足日益增長的需求。

4 結 論

在光伏行業中，隨著我國光伏裝機體量的不斷提升，智能集控平臺的需求將不斷提升。平臺的應用將會大幅度提升光伏電站的透明度、資產的可控度以及健康度，有利于投資者了解資產的真實情況，從而做出正確的投資決策。對于功能應用的要求，必將日益嚴苛，依托于平臺的智能化運維模式將成為主流，平臺技術的應用將擁有廣闊的發展前景。