基于云平臺的光伏電站運維管理系統設計

李達

摘要：分布式光伏電站存在著互通性較差的問題。為了使決策層實時的整體了解把控該地區所有光伏電站的運維情況，本文設計了一套光伏電站運維管理系統。以云平臺為依托，提供了監控、管理、分析和運維四個子系統，使其具備了將分散的光伏電站運維數據進行實時上傳和分析，并進行整體集成化運維管理的條件。

關鍵詞：光伏電站;運維管理;云平臺

1 前言

光伏電站作為一種清潔能源受到了廣泛關注[1]，其受到地理位置與氣候因素的影響較大，因此現階段的廣泛電站主要分為兩種，一種是在太陽能資源發達的地區大規模建設光伏電站，集中發電并網[2];另一種是結合地形等因素發展分布式光伏電站，此種電站多位于復雜地形區域，其分布范圍廣，數量多，這對光伏電站的集中管理和監測提出了巨大的挑戰[3]。現階段的光伏電站大多每個電站有一套本地監控管理系統，與其他光伏電站的互通性較差，使得決策層與管理層無法實時的整體了解把控該地區所有光伏電站的運維情況，對于部分偏遠地區的光伏電站，其故障信息也無法及時采集，決策管理信息也無法及時有效的傳達到位，故障信息處理能力差[4]。因此，我們迫切的需要一款能夠對所有的光伏電站進行實時監管控制的管理平臺，以規范電站管理體系，降低電站集中運維成本，提高電力生產效率。每一處光伏電站都會產生大量的監測與運維數據[5]，采用傳統的數據收集與分析方法將浪費大量的人力物力，但是隨著大數據時代的到來，云存儲與云計算技術的不斷成熟，使得我們具備了將分散的光伏電站運維數據進行實時上傳和分析，并進行整體集成化運維管理的條件。

2 基于云平臺的光伏電站運維管理系統整體架構

為了將各獨立分散的光伏電站進行實時互聯，該光伏電站采用大數據與云技術為技術依托，并且采用5G、光纖、寬帶等技術實現各基站之間的實時互聯，并且即時的上傳到云端系統。其整體架構如圖1所示。

根據圖1所示，整個光伏電站運維管理系統主要包含四項功能，首先是實時采集系統，系統通過Mod Bus協議、IEC103/104協議、第三方系統接口、SCADA數據等硬件對數據進行實時采集上傳。采集到的數據上傳至數據存儲系統，其包括實施數據、業務數據、數據倉庫和分布式數據，在此考慮使用云存儲技術，保證上傳到的數據可以得到有效存儲，并且可以通暢的上傳下載。隨后根據不同類型的光伏電站以及產生的不同數據類型選擇不同類型的架構平臺，例如日志平臺、規則庫平臺、GIS平臺等等。最上層則為光伏電站運維管理系統的應用功能，其中分為了四個大類，其中監控中心主要負責綜合監控、設備監控和組態監控;生產分析主要負責運行分析、設備分析和綜合分析;故障檢修則主要包含故障智能告警、故障流程管理和智能巡檢;以及基礎功能，例如生產管理、兩票管理和資產管理等等。

3 基于云平臺的光伏電站全面掌控

為了實現對光伏電站的全面掌控，整個光伏電站運維管理系統涵蓋了四大子系統，分別是監控子系統、管理子系統、分析子系統與運維子系統。四大子系統環環相扣，共同構成了智慧光伏云這一完整的閉環，共同維護其整個光伏電站運維管理系統的安全穩定運轉，同時隨著解決問題的增多，數據庫的擴充，隨著對歷史數據的不斷挖掘，該系統還會進一步迭代升級。

為了將大量的光伏電站進行集中管控，運維系統與管理系統均采用了模塊化設計，方便系統進行升級換代以及擴容。運維系統主要用于管控端，常見的管控單元有家庭用戶電站、分布式電站和地面電站，在將來有了更加多樣化的電站模式后，依然可以納入到運營系統中來。同樣的，管理系統用于本地監控，其監控形式與監控手段有電子大屏展示、數據挖掘分析、遠程專家診斷、值班人員監察以及APP監察等手段，隨著技術的不斷發展與創新，越來越多的監察手段將被納入到電站本地監控體系中來。

4 結論：

光伏電站受到地形環境因素的影響，有時會呈現分布式布置。這些分布式光伏電站大多有一套本地監控管理系統，而與其他光伏電站的互通性較差。為了解決該問題，本文提供了一套光伏電站運維管理系統，并提供了其完整的系統架構，該系統基于云技術，為了全面掌控系統內的光伏電站，其涵蓋了監控、管理、分析和運維四個子系統，并采用模塊化設計，方便系統進行升級換代以及擴容。實現了光伏電站之間的實時互聯。

參考文獻

[1]黃凱，熊玉.基于大數據分析的eHorus智慧云智能診斷系統在光伏電站巡檢中的應用[J].太陽能，2021（03）：45-50.

[2]黃鑫. 計及光伏周期性的并網光伏電站功率超短期預測研究[D].東北電力大學，2019.

[3]檀庭方，李靖霞，吳世偉，王濤，張哲，王紫東.基于“互聯網+”的智能光伏電站集中運維系統設計與研究[J].太陽能，2017（09）：23-28.

[4]李衛，陳彥君，席林.基于面積校正的光伏電站地基云圖云團移動預測方法[J].上海電氣技術，2016，9（02）：45-48.

[5]陽光電源與阿里云計算合作推出智慧光伏云iSolarCloud推動新能源走向“互聯網+”[J].電氣技術，2015（04）：2.