电气自动化在集中式并网光伏电站中的应用及发展

电气自动化在集中式并网光伏电站中的应用及发展

周宇恒

四川大唐国际新能源有限公司 ，四川 甘孜 610031 

摘要：随着国家越来越重视新能源技术的发展，光伏电站的建设数量也急剧增加，为了提高光伏电站的发电率，光伏电站已经从规模化的发展逐渐转变为规模化的运维，而光伏电站所具有的运维能力将会对发电成本产生决定性作用，并且对电站的稳定性有着一定的影响。光伏电站若能进行自动化智能化运维，不仅可对道闸操作的流程进行数字化记录，准确鉴别及消除故障点，还有助于提升电站的运维及管理水平，可大幅缩减巡检时间，同时有助于光伏电站的管理实现自动化智能化。

关键词：光伏电站；新能源技术；知识库模型；组串方案

为更好地运维光伏电站，介绍了光伏电站自动化智能化运维管理系统应具备的主要功能，分析了光伏电站进行自动化智能化运维的必要性，并结合具体应用案例提出了运维知识库模型以及组串方案等一系列光伏电站自动化智能化运维新技术在光伏电站运维中的应用，实验结果表明，通过对光伏电站进行自动化智能化运维，有助于降低光伏电站运维成本，提高光伏电站的经济效益。

１光伏电站自动化智能化运维管理系统功能

实现光伏电站运维管理的自动化智能化，必须创建起完善的运维系统。该运维系统应同时集合分析、判断及评价等功能，通过对日常指标进行有效的评价，促使电站中各个设备保持多维化的监控，并可以对发电系统实施有效的监护，及时找出系统中存在的问题，并依据数据库中的资源及以往的数据进行详细分析，给出处理方案，同时一旦系统发生故障应可以报警，并自动处理。总之，该系统所具有的功能应主要有以下几点：

（１）监控电站建设的基本情况，与在建工程的质量及数据库的信息相对比，明确其是否达到标准。

（２）系统自我监测故障，一旦找出隐患，则需要及时向相关部门反馈电站的检测报告，并准确找出故障所处的部位，明确类型，提出有效的处理方案。

（３）对光伏电站的地理及天气等状况进行整体考虑，全面收集数据以形成数据库，提出有效的防尘及防堵塞方案，对投资进行科学规划，为电站制订有效的运行周期，从而尽可能地提升电站的经济效益。

（４）通过与网络数据进行共享，对其周边的电站及光照信息进行收集研究，在互联网、云计算和数字化等技术的支撑之下，对电站的年均发电量及瞬时功率进行有效预测，从而对发电量开展精细化的管理。

（５）为该电站的技术员提供有效的数据支撑，确保电站的运行具备高效性和便捷性。

（６）自动化智能化管理技术可以为电站的未来规划及设备的管理提供可靠的数据支撑，确保新设备的投入、应用及维护等各个过程达到最优的配置。

2光伏电站自动化智能化运维的必要性

通过对大部分光伏电站设置相应的监控系统，发现该系统只能对单个电站进行监控，不具备较高的效率。一些大型的光伏电站投资人员并不了解电站的实际状况，也没有采取有效的管控措施，其核心原因在于电站投资及建设的信息无法及时传输到投资人员手中。电站存在庞大的数据信息，但是若采取以往的方法来将其传输给管理人员，管理人员就需要对其进行详细的处理，对其管理层的理解造成了阻碍，不具备较明显的决策支持效果。传统电站所采用的监控系统无法对故障进行准确的判断与定位，监控人员必须从监控平台来找出问题，并上报给维修人员进行处理。在监控过程中不能对故障进行及时准确的响应，并且需要较大的投资，耗费了较高的人工成本，对电站的整体效益产生了一定的影响。同时，由于光能资源在我国的分布较为分散，一些光能较充足的地区过于偏远，易造成监管不到位，对于部分问题，运维人员不能严格按照相关规定进行处理，极易导致安全事故的发生。通过对云储存及大数据进行较好的融合，创建有效的云平台管理系统，确保电站实现智能化运维，管理平台实现标准化。建立完善的操作流程、成立专业的维修团队，降低度电所需的成本，为决策人员提供有效的数据支撑，提高决策的效率，促使电站实现集中化的管理。

３运维新技术在光伏电站的应用

光伏电站所开展的运维工作与电站的运行效果有着直接的关系，目前光伏电站的建设方案主要包含两种，分别为组串式和集中式，光伏电站所建设的运维系统内创建了较大的知识库，对电站实施智能化运维提供了有效的支撑。

３.１运维知识库模型的应用

在该运维系统中，创建起完善的知识库，及时获取故障信息，对故障进行有效的判断，彻底消除人工处理运维信息的风险。光伏电站由于具有巨大的知识库，可以对设备进行监测与分析，例如对发电量、电流等相关指标进行研究，一旦出现异常数据，系统将会对数据库进行自动化检索，明确原因，并及时向用户反馈数据结果，制订有效的处理方案，而远程控制的清洗装置也会对所需清理的组件进行清洗。在运维知识库中，某个知识机构应当包含对运维对象的阐述、状态的分析、故障因素分析，并提供有效的处理方案。数据库的核心部分就是业务支持层，基础层所发挥的作用是为该系统提供可靠的数据，主要包含以形成式为规则的知识库和原始数据库。通过对故障部件形成的数据进行分析，展开推理，并制订有效的处理方案。光伏电站所运用的智能化运维系统可以借助知识库来开展远程操作、智能分析及有效运维。

３.２组串方案应用案例

以集中式与组串式逆变器方案为基础的智能光伏电站有着高低相似的成本，但组串式系统却具有更好的性能，监控更为稳定有效，可以及时找出问题，并加以解决，且该系统的运维较为简便。某山地电站项目所运用的逆变器为组串式，电站以ＨＲ－２５０Ｗ多晶硅光伏为组件，以最恰当的倾角来进行安装，采取两级升压并网措施。组串方案为：每１ＭＷ光伏发电系统就设置一台规格对应的升压变压器。其中光伏组形成串联，逆变器也运用串联形式来连接交流配电柜，然后再将升压转变为４８０Ｖ低压侧，将电压提升到３５ｋＶ，再利用集电线路与相应的配电母线相连接，最后利用一台主变压器来增加电压数值，并连入电网。

组串式逆变器在设计的时候并未采用风扇等易损元件，防护级别有ＩＰ６５级，采用ＳＩＣ元件功率部件，交流侧则输出可调节的电压，在山地背景下，可以完成自然散热，也具备较高的防沙尘能力，维护成本及损耗得到了大幅降低。同时再借助智能化运维系统来检测组串的状态，若发生异常将会自动报警，不仅提升了运维的效率，降低了成本，而且提高了电站运行体系的智能化水平，实现了智能化精细化管理。与相同类型的电站相比，其年发电量提升３％～８％。

结语

我国光伏行业取得了较快的发展，在政府政策的指引之下，光伏电站逐渐趋于多元化发展，为了使发电服务的质量得以提升，确保电站运行的安全性，智能化运维技术是光伏电站运维术日后发展的趋势。随着我国对新能源技术越来越重视，近年来，我国光伏电站的数量不断增加，规模也在逐步扩大，这就对运维工作提出了更高要求，通过对光伏电站进行自动化智能化运维，不仅可大幅减少运维人员数量，降低运维成本，而且可提高运维效率，总之，对光伏电站的自动化智能化运维，有助于进一步提高光伏电站综合经济效益。

参考文献

［１］刘胜俊.电气自动化在集中式并网光伏电站中的应用及发展［Ｊ］.中国设备工程，２０１８（１９）：３３－３５.

［２］沈崟洵，巫志平，黄觉惠.分布式光伏电站接入电网调度自动化与通信浅析［Ｊ］.农村电工，２０１７（１２）：４４－４８.

［３］罗曼.光伏电站接入自动化系统方式探讨［Ｊ］.中国科技信息，２０１４（２３）：８０－８２.

［４］韩晓沛.光伏电站智能运维与建设解析［Ｊ］.２０１８（１４）：１４－１６.

［５］王明，高翔，文峥.光伏数据可视化系统研究与实现［Ｊ］.控制与信息技术，２０１８（２）：３３－３５.