分布式光伏电站智慧化诊断与运营系统的研究应用
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完成单位:浙江华电乌溪江水力发电有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-2-111
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
当前分布式光伏电站主要存在以下问题:
1) 光伏场站现有设备配备的通信元件质量参差不齐、气象站数据采集传感器损坏情况较为普遍,这对光伏设备运行数据的采集、存储造成了极大的障碍,严重降低了运营效率;
2) 大量光伏电站在运行中暴露出电站运行出力降低、利用小时数偏低、设备故障频发、整体性能与发电收益低于预期等问题;。
3)光伏电站现阶段的运营仍多采用传统人工经验方式开展设备检查、修清洗决策制定,易产生延迟、偏差,影响着发电企业的经济效益。
本项目以分布式光伏电站监测和运营为切入点,建立一套智慧化故障监测、智慧化维护、智慧化评估及智慧化管理等功能于一体的分布式光伏电站智慧化诊断与运营系统,可以对电站整体运行性能实时评价,对于提高光伏电站运行效率和运营管理水平具有重要意义,指导现场工作人员的行为,有利于提高光伏电站数据的分析能力,提升集团乃至全国光伏产业管理水平,促进光伏电站的生产安全经济运行。
项目以软硬件相结合的形式作为成果输出,并形成一套完整的系统解决方案服务于分布式光伏项目。针对不同地区、不同形式、不同装机规模的分布式光伏电站,在原有基础上,进行有针对性的优化和改造升级,量身打造适合各类分布式电站的系统方案,使分布式光伏电站智慧化诊断与运营系统具备更好的适应能力。
本项目主要创新点为以下四点:
1)建立分布式光伏电站的数据处理方案
由于光伏电站涵盖设备数量众多,批次不一,通信接口不同,数据点位多并且障点较多,要将这些设备的通信接口统一上传,并且将众多的数据进行归类,分析,处理,需要一个相对强大的数据处理方案。
2)建立光伏电站设备性能评价标准
针对光伏电站设备种类少但数量多的特点,建立光伏电站设备性能评价系统。衢州分布式光伏电站由并网柜、汇流箱、逆变器、组串分级串并联构成。对于并网柜通过并网柜的利用小时数评价其设备性能;汇流箱通过损耗来评估设备性能,逆变器通过逆变器平均转换效率,组串通过发电量来评估设备性能。
3)试验验证与应用研究
建立分布式光伏电站的智慧化数据库,对光伏电站进行故障预判和清洗预判,达到智慧化消缺和提高发电率的目的,同时在日常维护中,系统可通过光伏电站的历史运行数据对当前光伏电站的总体性能进行评估。并结合AI技术对光伏电站的一些常见故障进行提前预判和报警。
通过分布式光伏电站性能测试和数据库的试验,论证所建立的系统的的可靠性。并结合实际情况,总结系统建立后的效果,根据项目的问题、评价结论和经验教训,提出相应的建议和措施,对系统进行修正和完善。
4)清洗决策
通过现在项目现场安装清洗机器人并将该组串当做标准组串。把其它组串与标准组串(电流、电压、瞬时功率)进行对比,得出与标准组串的偏差,当偏差超出一定范围时平台自动对问题组串报警。
建立分布式光伏电站智慧化诊断与运营系统,对于改善分布式光伏电站的运行效率,提高电站的管理水平,优化运行策略,保证电站安全经济运行,提升集团乃至全国分布式光伏产业管理水平具有重要意义;同时该系统的建立也为后续进行分布式光伏电站整体移交标准化测试提供依据。
为进一步提高集团公司分布式光伏发电生产管理水平,电站在线智慧化监测平台在集团公司“远程集控、少人维护”的基础上,通过对分布式光伏电站设备数据进行监测、分析,实现电站故障点定位、故障诊断,并开展设备性能对标,以及提供运维决策等功能,从而提升电站运维水平及效益。
光伏智能运维系统上线实施后,光伏电站运维效率提升,设备健康小时数增加、人工成本减少。数据统计表明,该系统投运后一季度发电量同比提高约为5.5%左右,上网电价为0.71元/kW.h、根据2019年的年度发电量实现发电效益增收约26.554万/年。