新能源電站智能運維技術研究

中電投東北新能源發展有限公司 張智會 內蒙古中電物流路港有限責任公司赤峰鐵路分公司 王嘉言

通常新能源電站建立在人口密度相對較為稀疏的地方，如戈壁灘、海上及山區等，從而使得新能源電站的分布在地理空間層面較為寬廣，其遍布廣大的國土空間區域，電站在運行過程中的外部條件較為復雜、多變，同時在諸如戈壁灘、海上等區域還具備惡劣的外部環境，從而使得企業在落實對電站運維管理的作業過程中還受到較大的環境影響。

隨著當前新能源發電新項目不斷開工建設，企業也需要借助更多的技術人才及管理人才來開展相關工作，在此過程中不可避免會導致企業在經營管理期間的傳統問題進一步凸顯，再加上現場工作條件更加復雜多樣，以至于現有的運維管理作業還受到較大的制約，企業應在現有的工作管理進程中不斷總結分析，提高工作開展效率。

1 電站的集中控制

1.1 實施集中控制的必要性分析

針對當前新能源電站智能運維工作的具體開展特征進行分析可以看出，大部分運維模式均涉及到駐場維護的部分，且相關運維人員往往需要考量現場工作實際的需求，但受到周邊惡劣環境的影響，導致大部分運維人員的生活環境相對較為艱苦，同時相關運維作業也需要大量的專業人才，當前企業還存在相應的人才使用欠缺問題。并且由于運維作業環境復雜，相關檢修人員往往很難以快速抵達事故現場，尤其是在針對戈壁灘風電相關新能源設備進行維護檢修的過程中，相關作業由于受到戈壁灘復雜的自然氣候影響，從而使得相關工作人員不能夠及時到達事故現場，以至于相關設備錯過最佳的檢修以及維護時間，影響設備的運行效率，同時由于控制不到位也可能導致相應的電力系統癱瘓，以至于故障影響的范圍進一步擴大，進一步增加運維成本。

因此，通過對以上新能源發電站的實際運行狀況進行分析比較可以看出，當前企業需要進一步完善現有的工作管理模式，優化相關作業人員的工作環境，確保運維工作能夠穩定、有效地進行，在此過程中，新能源發電企業可以結合智能集中監督管控系統，實現對相關設備遠程監督、管控，降低運營成本，在集中監控系統中設置有計算機網絡系統、通訊系統，能夠實現對發電站的集中優化以及簡易控制，提高整個系統自動化運行的效率[1]。除此之外，在智能集中監控系統中還集成了大量的控制手段，并且中央處理系統也具備基本的分析決策能力，能夠時刻保持設備處于健康穩定的運行狀態，以此來最大限度地減少在運維作業中的人員投入量，進一步提高設備的稼動率，實現對多項設備全天候、全時段的監督管理。

1.2 硬件配套

1.2.1 功能達成

電力企業要想實現對新能源電站智能化運維管理，首先需要借用相應的集中控制中心，但是在對集中控制中心進行建設、打造的過程中，企業需要對其中的軟件設施以及硬件設施進行定向化設置，結合當前電網實際的生產作業需求，從多個層面、多個角度來優化現有的軟硬件配套設備。

現有的集中控制中心需要滿足相關工作人員對現場設備實際的運行狀況進行及時分析、監督以及管控的作業需求，幫助作業人員及時查驗設備的運行參數以及其中所存運行異常的狀況，從而協助檢修人員制定出科學合理的檢修計劃以及運維管理方案，保證電網能夠穩定高效地運行，同時還能夠進一步提高設備利用率，減少非計劃停機的時間，滿足當前新能源發電作業的現實需求。同時結合集中控制中心還能夠幫助電力企業收集在設備運行期間所產生的各項數據信息，如對設備的發電狀態、發電量影響因素進行評估，借用相關評估結構來構建起一套完善的數據庫系統，為后續相關工作人員對整個系統進行優化改善提供必要的數據支撐，以此來滿足新能源發電作業對生產安全、生產品質的硬性要求。

如果在發電過程中存在相應的安全生產問題，企業應當明確引發相關事故的具體原因，鎖定相關地點，借助相應的集中控制中心快速切斷故障點，以此來減少故障所帶來的連帶損失，滿足在設備運行異常時的負荷要求。同時結合相應的集中控制中心還能夠合理排配發電廠的發電計劃，以此來最大限度地減少發電廠所投入的各項生產費用，實現對電網經濟可行的調度管控。

如，企業可以借助相應的系統實現對電壓精確、合理地控制，以此來進一步優化整個系統內部的無功分布狀況，進而提高電壓質量，以此來滿足對電站監控作業的需求，幫助相關作業人員根據相關設備的安裝以及布局管控作業的具體開展狀況，作出實施的作業調整，保證相關設備能夠穩定、安全地運行，同時也幫助相關作業人員制定相應的管控措施，保護現場設備的運行安全。

1.2.2 設備連接

新能源發電站在建設期間也需要實現各項設備與監督管控系統的有效連接，確保生產現場各項設備時刻處于接受監督管控的運行狀態。比如在風電場，企業需要對風機的齒輪箱、發電機等核心部件進行實時監控；而在對應的光伏電站，企業需要對匯流箱以及組串進行監督管理，將相關設備接入到集中控制中心，幫助工作人員及時監控每一臺設備的實際運行狀態，并且幫助相關工作人員根據每臺設備的運行狀況來對設備潛在的故障隱患問題進行及時高效地分析，排查相應的隱患，及時處理相應的事故，減少安全隱患的發生概率。

在實現每臺設備與集中控制中心相互連接的作業期間，企業可適當地借用光纖通信，提高數據信息的傳遞效率，確保監控信息能夠及時、穩定地傳遞。同時，結合相應的集中管控中心，還能夠借助視頻監控系統對諸如發電站內的設備以及發電廠外部環境進行實時監督、管控，為相關作業人員提供準確可靠的外部環境信息，保證發電作業安全進行。

1.3 智能化應用

1.3.1 智能化達成的功能

集中控制中心內部所需要實現的功能類型相對較多，比如相關設備需要實現對SCADA數據信息的采集、收集，同時完善對相關數據資料的查詢、統計，即使針對相關事件做出警告，并且相關控制中心還需要調節相應的功能，參考發電設備的實際運行狀況、分布狀況建立相應的控制模型，實施對設備分布式管控，結合圖模一體化的管控運營模式以及相應的編碼管控技術，從根本意義上解決電站遠程監控工作中所遇到的疑難雜癥，保證監控信息能夠實時、高效地傳遞[2]。同時智能化系統也能實現對各項設備集中管控，最終做到發電廠內部熄燈生產、無人生產的工作管理模式。

在此過程中，電力企業需要構建三位一體化的生產運維管理系統，充分利用當今互聯網時代所帶來的便捷性實施對整個電力生產信息化管理，對其中所涉及到的管理流程、數據信息進行有效管控，借用大數據技術、云計算技術為電力企業更加長遠穩定的發展提供相應的便捷，為后續對數據信息的分析、決策以及管理、管控提供必要的支持，整個生產運維管理系統涉及數據采集、監控，以此來實現對生產現場的運維管理，并且還涉及到部分故障診斷、警告、管控、風險分析、量化考核等不同的管控內容。為了方便管理，相應的管控中心還引入了移動運維管理技術，例如結合移動APP幫助管理者隨時、隨地了解相關設備實際的運行狀態。

1.3.2 無人機監控

在現有的運維管理系統中也融入無人機智能監控診斷作業，無人機上搭載了各種成像儀器，如紅外線及可見光攝像機，能及時采集電廠運行數據如溫度、環境濕度等，利用相應的圖像處理技術，結合當前數據中心內部的實時信息，依托故障檢測技術來最大限度地實現對當前發電廠設備預警狀況的監督，及時掌控現場設備外部的運行狀況，如光伏太陽能面板是否布滿灰塵、污垢，以及是否存在設備發熱異常的狀況，提高數據信息的利用效率。

1.3.3 現場安全巡檢

而在對應的安全生產智能巡檢管理作業中，相關系統需要為現場運維人員提供智能分析檢測以及防誤指導操作，有效地應對現場應急狀況，同時智能巡檢系統還能夠及時記錄各項設備運行異常信息，最大限度地提高對新能源發電站的智能感知、感應能力，實現對各項信息資料的及時處理管控以及安全防護，為新能源發電廠設備的運行安全提供相應的保障。在安全生產智能巡檢管理體系中構建了遠程監督、專家指導以及巡檢管控等多種內容，實現現場與遠程實時互動、高度集成的巡檢管控形式，以此來進一步提高了電站的運維管理水平[3]。

2 電站的集中管理

2.1 物資集中管理

企業需要配備相應的物資采購人員以及設備管理人員，導致企業的經營運作過程中還存在較高的管理成本。為最大限度地降低企業在經營運作過程中所產生的一系列成本，企業應當對現有的設備進行集中管控，在此過程中企業需要優先培訓出相應的管理團隊，通過教育培訓、考核管理，組建專業的物資管理團隊、完善相應的管理制度。企業還需要結合科學統一的命名規則，對現場內部的各項設備類型、物資種類進行編號管控，做到對物資設備定點、定位的監督管理，以便于實現對設備后續采購管理以及信息檔案的追蹤管理。

在對物資編碼工作進行優化、改善的過程中，應當采取以下的管控模式：企業應當確定電站類型，對電站內部的設備型號進行分析比較，對其中所使用到的物資名稱進行分類管控，之后結合物資名稱來實施對物資的編號處理，規范其存放位置。如，在現有的電站類型中涉及風電、光伏發電、海洋發電，而相應的設備類型則涉及一次、二次設備、發電設備以及其他輔助設備，對應的物資則包含繼電器、傳感器等，而物資編號則主要是考量設備的類型、名稱，按照相應的排位順序來對各項設備進行編號、處理，以便于實現對相關物資設備的統計管控，實現對相關設備宏觀、整體的管理，提高管理效率。

按照以上的工作管理策略，不同的設備還能夠提供給多個發電站進行使用，而廢棄的設備也能夠得到集中管控，最大限度地降低對相關設備處理、管控的成本，同時也節約了大量的人力、物力、財力。而為了進一步提高對設備信息化、數據化的管理效率，企業可以利用相應的二碼技術來實現對數據信息的集中管控，提高管理效率，并且也有利于企業及時根據當前設備、物資的消耗狀況來對電廠的工作效率進行評級、評價，以此來開展對整個發電廠的改進和維護保養，最大限度地提高設備的加工率，滿足當前發電站經濟安全的發電作業需求。

2.2 人才集中管理

提高電站設備運行管理的水平和效率，不僅要結合必要的日常檢驗以及體系化、標準化的常規性檢驗，如結合預防性實驗、消缺管理、清掃管理來減少設備發生故障異常的概率，同時相關作業也要依托現場工作人員對各項數據資料進行認真細致地分析和識別來提高現場工作管理效率。如，相關作業人員應當了解設備當前的運行工況，對現有的智能監控系統、集中管控系統進行分析、使用，對現場機械設備、電子儀器、儀表及相關數據的顯示進行考量，并且根據當前生產管理的實際狀況提出質疑、提出疑問，對后臺數據進行有效地使用分析[4]。

因此，通過以上的分析可以看出，集中控制中心的工作管理人員應當具備扎實的數據分析能力、判斷能力，能夠結合發電站的實際運行狀況來完成對設備常態化的運維管控，提高設備的運行效率。同時，相關作業人員還需要結合各項數據的生成狀況，制作相應的日常報表，實現綜合管控。

除此之外，相關工作人員也需要在相關工作管理進程中掌握各項設備的使用狀況，明確各項設備的參數信息，與廠商進行交流溝通，及時探討出相關設備常見的故障類型以及維護保養策略，以此來提高對設備管理維護的效率。因此，基于以上的需求，發電站應當落實對相關工作人員常態化的教育培訓，組織相關專業人員進行技術學習和技術探討，提高線上運維管理工作的效率。