王 鋒

（內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司）

0 引言

在黨和政府的正確領(lǐng)導(dǎo)下， 我國的太陽能利用技術(shù)越來越成熟， 基于太陽能的光伏電站更是在短時間內(nèi)取得了突破性的建設(shè)成就， 截止到2019 年底， 我國光伏電站裝機(jī)總量達(dá)到205GW， 成為世界范圍內(nèi)應(yīng)用光伏能源最多的國家[1］。在這種情況下， 充分發(fā)揮智能化技術(shù)的積極作用， 提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平， 成為未來工作的必然選擇，而對本課題進(jìn)行研究， 則有助于提升智能化技術(shù)的具體應(yīng)用效果。

1 智能化技術(shù)與光伏電站概述

第一， 應(yīng)對光伏電站進(jìn)行簡要了解。光伏電站是新能源事業(yè)不斷發(fā)展的產(chǎn)物， 其能夠借助太陽能、光伏發(fā)電設(shè)備等形成完整的發(fā)電系統(tǒng)， 將清潔無污染、 可持續(xù)再生的太陽能轉(zhuǎn)化為電能， 供給本地區(qū)電力系統(tǒng)使用， 為廣大人民群眾提供更加高效便捷的電能支持。從實際情況來看， 光伏電站完全符合黨和政府對新能源應(yīng)用、 可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)要求， 因此得到了越來越多的支持與關(guān)注。一般來說， 光伏電站的發(fā)電系統(tǒng)可以分成帶蓄電池的獨(dú)立發(fā)電系統(tǒng)以及不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)兩種， 其發(fā)電原理基本一致， 在避免能源浪費(fèi)方面的作用也基本相同， 都能夠避免能源浪費(fèi)、 提升環(huán)境保護(hù)效果[2］。另外， 目前我國建成的光伏電站所生產(chǎn)的電能主要應(yīng)用在以下幾方面：

①應(yīng)用在常規(guī)的電力系統(tǒng)中， 為人民群眾生產(chǎn)生活提供電能支持， 目前有一部分城市已經(jīng)建成了基于光伏電站的太陽能充電系統(tǒng)和交通電力系統(tǒng)，應(yīng)用效果比較可觀。

②在特殊地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用， 特別是傳統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)難以到達(dá)的區(qū)域， 光伏電站往往能發(fā)揮不可替代的重要作用， 其能夠為當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣秒娞峁┯辛χС郑?目前一些高原地區(qū)的城市已經(jīng)建成了基于光伏電站的微波用電系統(tǒng)和通信用電系統(tǒng)。

③在并網(wǎng)發(fā)電中進(jìn)行應(yīng)用。其主要是基于分散化的光伏電池而對電能進(jìn)行分散存儲、 集中應(yīng)用， 能夠最大化地保證光伏電站的電能供應(yīng)能力， 確保光伏電站的應(yīng)用價值。第二， 應(yīng)對智能化技術(shù)進(jìn)行簡要了解。智能化技術(shù)是我國高新技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物， 其囊括了代理自動化、 數(shù)據(jù)模型測算自動化、 運(yùn)算自動化等多方面功能， 能夠在許多行業(yè)的發(fā)展中扮演重要角色?，F(xiàn)階段來看， 我國的智能化技術(shù)已經(jīng)十分成熟， 其能夠在系統(tǒng)自動化控制、 集成化管理當(dāng)中發(fā)揮積極作用， 切實提升了管理集成的實踐收益， 因此得到了越來越多的認(rèn)可和關(guān)注。將智能化技術(shù)應(yīng)用到光伏電站當(dāng)中， 能夠有效提升光伏電站管理、 數(shù)據(jù)處理效果， 還能夠在半導(dǎo)體控制模式的支持下， 對光伏電站集成電路的工作性能進(jìn)行妥善控制， 保證光伏電站得以安全可靠的運(yùn)行。

2 智能化技術(shù)提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

2.1 應(yīng)用智能材料優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

智能化技術(shù)是廣義上的概念， 智能材料是智能化技術(shù)的內(nèi)容之一， 其往往具有一定的特殊性質(zhì)和功能， 在環(huán)境刺激的情況下， 智能材料將會發(fā)生感應(yīng)并對環(huán)境進(jìn)行分析判斷， 將智能材料應(yīng)用到光伏電站運(yùn)維工作中去， 是提升光伏電站運(yùn)維安全性的有力手段[3］。目前常見的智能材料主要具有以下功能： ①在外界環(huán)境發(fā)生變化的情況下， 智能材料往往能第一時間對光線、 溫度以及力等因素的變化情況進(jìn)行感知和反應(yīng)。②智能材料能夠在發(fā)生感應(yīng)的情況下進(jìn)行響應(yīng)， 并實現(xiàn)高靈敏度的系統(tǒng)控制等， 在外界環(huán)境刺激消除后， 智能材料還能快速恢復(fù)到原始狀態(tài)并重新感知外界環(huán)境變化。將智能材料與光伏電站運(yùn)維工作相結(jié)合， 能夠提升運(yùn)維系統(tǒng)的敏感性，使之在環(huán)境變化的情況下自動做出調(diào)整， 并在光伏設(shè)備等發(fā)生故障和異常情況的時候， 第一時間進(jìn)行自動化控制和調(diào)整在確保光伏電站正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上保證發(fā)電效率， 避免不必要的光伏電站運(yùn)行安全風(fēng)險。

2.2 應(yīng)用智能光伏組件優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

智能光伏組件同樣是智能化技術(shù)的重要組成部分之一， 它主要是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、 信息化技術(shù)等而發(fā)揮作用， 其能夠?qū)夥娬具\(yùn)行情況進(jìn)行科學(xué)化測量和全面性管理， 功能性非常突出。比如， 智能光伏組件能夠針對光伏電站中的不同位置運(yùn)行情況、電流電壓及溫度變化等進(jìn)行檢測分析， 還能夠?qū)z測結(jié)果第一時間上傳到光伏電站智能化運(yùn)維平臺上， 以便于系統(tǒng)和工作人員進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和結(jié)果處理， 提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控的效率和有效性[4］。更重要的是， 根據(jù)智能光伏組件和智能化運(yùn)維系統(tǒng)的運(yùn)算結(jié)果， 工作人員將能夠第一時間確定光伏電站運(yùn)行中存在的各種問題， 并根據(jù)報警信號等進(jìn)行運(yùn)行故障定位， 這在一定程度上避免了不必要的光伏電站運(yùn)行安全問題。

2.3 應(yīng)用智能化監(jiān)控優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

光伏電站具有一定的復(fù)雜性， 其包含海量部件和極為復(fù)雜的運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)， 想要保證光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平， 就必須要加強(qiáng)對各個部件的有效管理和綜合分析， 確保每個部件都能穩(wěn)定地運(yùn)行。而在這個過程中， 智能化監(jiān)控技術(shù)顯然具有不可忽視的應(yīng)用價值， 它能夠協(xié)助工作人員對光伏電站中不同組件的功率進(jìn)行優(yōu)化， 保證各項參數(shù)的合理性和穩(wěn)定性， 還能夠與智能視頻監(jiān)測平臺相結(jié)合，對光伏電站的整體運(yùn)行情況進(jìn)行一體化監(jiān)管， 在對監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行高效加工處理的基礎(chǔ)上形成光伏電站監(jiān)控數(shù)據(jù)臺賬， 以便于工作人員更準(zhǔn)確地判斷光伏電站運(yùn)行維護(hù)過程中存在的異常問題[5］。這樣一來， 光伏電站的運(yùn)行維護(hù)問題將會事無巨細(xì)地展現(xiàn)在工作人員面前， 光伏設(shè)備運(yùn)行存在的問題將會第一時間得到解決和處理， 而光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平必定會得到提升。

2.4 應(yīng)用智能匯流箱優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

智能匯流箱是基于智能化技術(shù)而存在的、 連接光伏列陣以及逆變器的設(shè)備， 其在光伏電站運(yùn)行維護(hù)過程中扮演著不容忽視的重要角色， 能夠提升光伏電站防雷保護(hù)以及過流保護(hù)的效果， 還能夠?qū)夥嘘囍械膯未娏麟妷簠?shù)、 防雷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行實時監(jiān)測。在實際運(yùn)行過程中， 光伏電站不可避免地受到雷擊等自然災(zāi)害的威脅， 如果不能采取措施進(jìn)行防雷，光伏電站的運(yùn)行安全和綜合效益都會大受影響， 當(dāng)?shù)氐碾娔芄?yīng)能力也會因此大打折扣， 特別是光伏發(fā)電系統(tǒng)更是如此， 其內(nèi)部海量的復(fù)雜組件都會在雷擊過程中受到嚴(yán)重?fù)p傷， 這對光伏電站的安全運(yùn)行十分不利。而將智能匯流箱應(yīng)用到光伏電站當(dāng)中去， 則能有效提升光伏電站防雷設(shè)備運(yùn)行檢測水平， 確保防雷系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行、 避免光伏發(fā)電設(shè)備受到損傷， 進(jìn)而達(dá)到提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平的效果。

2.5 應(yīng)用智能運(yùn)維管理技術(shù)優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

智能化技術(shù)的應(yīng)用價值毋庸置疑， 將其與光伏電站報警系統(tǒng)、 評價系統(tǒng)相結(jié)合， 是提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平的不二之選[6］。在今后的發(fā)展中， 工作人員應(yīng)結(jié)合本地區(qū)光伏發(fā)電的市場需求和光伏電站的系統(tǒng)特征等， 對原有的報警系統(tǒng)和評價系統(tǒng)進(jìn)行完善， 提升光伏電站內(nèi)部運(yùn)維數(shù)據(jù)的共享效果， 確保各個光伏設(shè)備都能得到統(tǒng)籌監(jiān)督和規(guī)劃， 提高光伏電站運(yùn)維工作智能化安全管理的質(zhì)量。除此之外， 要充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)、 云計算技術(shù)的積極作用， 盡快搭建一體化智能管理系統(tǒng)， 在智能化技術(shù)的支持下， 對光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理， 解決傳統(tǒng)模式下數(shù)據(jù)處理、 信息共享困難的問題， 為光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)維控制打下堅實的基礎(chǔ)。這樣一來， 光伏電站運(yùn)維工作中存在的安全風(fēng)險將會被降到最低水平， 光伏電站運(yùn)維工作安全管控效果必將會得到提升。同時， 目前有一部分工作人員根據(jù)光伏電站運(yùn)維工作安全管控的需求， 探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能化技術(shù)相結(jié)合的新方法， 確實取得了一定的階段性成果。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、 數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ埽?在光伏電站無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上， 其能夠更進(jìn)一步提升光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集效率， 同時保證數(shù)據(jù)的真實性、 可靠性， 為提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平提供有力支持。

2.6 應(yīng)用無人機(jī)智能巡檢技術(shù)優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平

無人機(jī)智能巡檢技術(shù)是基于無人機(jī)控制技術(shù)和智能化技術(shù)而成型的新型技術(shù)手段之一， 它同時具有無人機(jī)技術(shù)和智能化技術(shù)的優(yōu)勢功能， 能夠在光伏電站運(yùn)維工作安全管控中發(fā)揮不可替代的積極作用。根據(jù)實際工作經(jīng)驗來看， 利用無人機(jī)智能巡檢技術(shù)開展光伏電站設(shè)備監(jiān)測， 是提升光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平的重要手段。光伏電站具有設(shè)備安裝數(shù)量多、 分布范圍廣、 運(yùn)行場地復(fù)雜的特點(diǎn)， 利用人工模式進(jìn)行巡檢有一定的難度， 整體的巡檢效率非常低， 即使是最專業(yè)的工作人員也很難同時對大量光伏設(shè)備進(jìn)行管理，難以及時發(fā)現(xiàn)光伏設(shè)備存在的質(zhì)量問題， 在設(shè)備因環(huán)境變化發(fā)生故障的情況下也無法第一時間進(jìn)行處置，這可能會帶來許多不必要的安全事故[7］。而利用無人機(jī)智能巡檢技術(shù)進(jìn)行光伏電站運(yùn)維管控， 則能解決上述問題， 無人機(jī)本身具有立體化高程作業(yè)功能， 能夠?qū)Ψ植紡V、 類型多的光伏電站設(shè)備進(jìn)行快速巡檢， 同時無人機(jī)還具有安裝簡單、 便于攜帶的特點(diǎn)， 工作人員只需要簡單學(xué)習(xí)即可掌握操作方法， 并利用無人機(jī)進(jìn)行多角度航拍、 溫度監(jiān)測等， 第一時間發(fā)現(xiàn)光伏電站設(shè)備運(yùn)行問題， 確保光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平。比如，利用無人機(jī)智能巡檢技術(shù)進(jìn)行光伏組件熱斑檢測， 就能夠取得比較可觀的成效。在過去的工作模式下， 工作人員需要利用手持式紅外成像設(shè)備在部件的表面進(jìn)行掃描， 在比對測試功耗的基礎(chǔ)上完成組件熱斑檢測，工作效率低、 耗費(fèi)時間長， 難以保證光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平。而合理利用無人機(jī)智能巡檢技術(shù)以后， 給無人機(jī)配備紅外熱像儀并保證其穩(wěn)定飛行， 即可對光伏電站設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢測， 工作人員可以在接收反饋數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上判斷電池實際運(yùn)行狀態(tài)， 并第一時間找到熱點(diǎn)進(jìn)行處理， 這對于優(yōu)化光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平有不可忽視的積極作用。

3 結(jié)束語

光伏電站是新時期我國電力行業(yè)發(fā)展的新產(chǎn)物，其完全符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有關(guān)要求， 能夠利用清潔無污染的太陽能進(jìn)行發(fā)電， 在避免環(huán)境污染和資源浪費(fèi)的基礎(chǔ)上， 為廣大人民群眾提供優(yōu)質(zhì)生活體驗。將智能化技術(shù)應(yīng)用到光伏電站當(dāng)中去， 則是保證光伏電站運(yùn)維工作安全管控水平的必然選擇， 除了文中提到的智能材料、 智能監(jiān)控系統(tǒng)、 智能匯流箱以及無人機(jī)智能巡檢技術(shù)之外， 工作人員還需要根據(jù)光伏電站運(yùn)維工作安全管控需求， 進(jìn)一步探索智能化技術(shù)的應(yīng)用方向。