高 斌

（中國(guó)石化銷售股份有限公司華南分公司，廣東 廣州 510620）

1 信息化的光伏電站智慧運(yùn)維

1.1 信息化技術(shù)的發(fā)展

信息化技術(shù)是人們進(jìn)入信息技術(shù)革命的核心動(dòng)能，由于信息化技術(shù)的不斷推進(jìn)，其在今天的各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中發(fā)揮著非常重要的作用[1]。例如，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)均發(fā)揮著重要作用，起著提高社會(huì)生產(chǎn)效率、完善服務(wù)以及推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的關(guān)鍵作用[2]。信息化技術(shù)在改造和升級(jí)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。對(duì)于電力領(lǐng)域來說，隨著傳統(tǒng)發(fā)電理念的改造和電力發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變，信息化技術(shù)進(jìn)入新發(fā)電領(lǐng)域——光伏發(fā)電，減輕光伏發(fā)電站的運(yùn)維成本的同時(shí)提高發(fā)電效率。

1.2 光伏電站智慧運(yùn)維的必要性

光伏電站是產(chǎn)生電能的重要方式之一，但是隨著運(yùn)行時(shí)間的增加會(huì)不斷增加光伏電站的損耗，可見光伏電站需要長(zhǎng)期維護(hù)。由于光伏電站的運(yùn)維在分布式環(huán)境下進(jìn)行，長(zhǎng)期依賴人工運(yùn)維必然會(huì)增加工作的負(fù)擔(dān)和成本。雖然光伏電站可以利用太陽(yáng)電能保護(hù)環(huán)境，為社會(huì)生活生產(chǎn)做出巨大貢獻(xiàn)，但是它的運(yùn)維成本已經(jīng)成為光伏發(fā)電的負(fù)擔(dān)[3]。隨著信息化技術(shù)的應(yīng)用和深化發(fā)展，智慧運(yùn)維的優(yōu)勢(shì)在光伏電站運(yùn)維中變得愈發(fā)突出。智慧運(yùn)維系統(tǒng)不僅可以提高光伏發(fā)電站的發(fā)電效率，還可以降低光伏電站的耗損，并提高其經(jīng)濟(jì)效益[4]。

2 基于信息化的分布式光伏電站運(yùn)維應(yīng)用

2.1 信息化材料技術(shù)在智慧運(yùn)維中的應(yīng)用

信息化材料在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用，改變了光伏發(fā)電的方式和提高發(fā)電效率。隨著科技的不斷進(jìn)步，新型材料的出現(xiàn)提升了光伏組件的透光性，使更多的陽(yáng)光可以照射到光伏板，提高能量轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)在組件表面形成一層透明的保護(hù)膜，保障了光伏組件的穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)組件的使用壽命。除了透光性的提升，新型信息化材料還具有自動(dòng)清理功能，能夠自我清理雜質(zhì)和灰塵，保持組件表面的清潔，保證光的透過率，從而提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。這種自動(dòng)清理功能不僅減少人工清潔的次數(shù)，節(jié)約時(shí)間和人力成本，還降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，使得光伏電站具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的雙重效益。信息化材料的應(yīng)用不僅帶來技術(shù)上的突破和提升，也為光伏發(fā)電行業(yè)注入新的活力和發(fā)展動(dòng)力。隨著信息化材料在光伏領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率不斷提高，能源利用效率也得到了進(jìn)一步提高，為新能源的可持續(xù)發(fā)展提供了有力支撐。

2.2 信息化光伏組件技術(shù)在智慧運(yùn)維中的應(yīng)用

信息化光伏組件的應(yīng)用在光伏電站中扮演著至關(guān)重要的角色。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不同光伏組串的電流和電壓，運(yùn)維人員可以及時(shí)了解光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)，保障發(fā)電系統(tǒng)的正常運(yùn)行[5]。同時(shí)，利用智能化的軟件平臺(tái)全面分析評(píng)估數(shù)據(jù)，可以輔助發(fā)現(xiàn)問題并精確定位出現(xiàn)故障的具體位置。當(dāng)光伏組件出現(xiàn)問題時(shí)，信息化光伏組件技術(shù)能夠迅速發(fā)現(xiàn)并解決問題，極大地提高光伏電站的運(yùn)行效率。此外，信息化技術(shù)可以降低運(yùn)維的經(jīng)濟(jì)成本，保障光伏電站的經(jīng)濟(jì)效益。通過及時(shí)發(fā)布告警信息，運(yùn)維人員能夠迅速做出決策，確保光伏電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。信息化光伏組件的應(yīng)用也為光伏電站的管理提供了便利。運(yùn)維人員可以通過智能化軟件平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，無須現(xiàn)場(chǎng)操作即可監(jiān)測(cè)和分析光伏組件狀態(tài)。這不僅提高管理效率，還降低人力成本，符合節(jié)能減排的理念。

2.3 信息化故障診斷技術(shù)在智慧運(yùn)維中的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化故障診斷技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。其中，光伏逆變器作為太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中重要的部件之一，其信息化故障診斷顯得尤為重要。具體故障診斷技術(shù)如圖1 所示。

圖1 信息化故障診斷技術(shù)應(yīng)用

在此背景下，基于大數(shù)據(jù)的光伏逆變器信息化故障診斷技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?；诖髷?shù)據(jù)的光伏逆變器信息化故障診斷技術(shù)通過收集、分析以及處理海量的光伏逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)逆變器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷。通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)和模式識(shí)別，可以準(zhǔn)確判斷光伏逆變器的工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除故障，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。決策樹故障診斷技術(shù)是一種基于規(guī)則的信息化故障診斷方法。通過構(gòu)建決策樹模型，將光伏逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)與已知故障的特征進(jìn)行匹配，可以準(zhǔn)確診斷出光伏逆變器的故障類型和原因。這種方法不僅具有較高的診斷準(zhǔn)確性，還可以為維護(hù)人員提供有效的故障排除方案。反向傳播（Back Propagation，BP）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)故障診斷技術(shù)是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息化故障診斷方法。訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，將光伏逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一系列權(quán)重和偏差，可以實(shí)現(xiàn)快速診斷逆變器故障。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的非線性擬合能力和高度的自適應(yīng)性，可以有效應(yīng)用于復(fù)雜的光伏逆變器故障診斷場(chǎng)景。

2.4 信息化運(yùn)維技術(shù)在智慧運(yùn)維中的應(yīng)用

信息化技術(shù)在運(yùn)維方面的應(yīng)用主要體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用上。這種聯(lián)合可以構(gòu)建信息化、智能化的運(yùn)維系統(tǒng)。此類技術(shù)使管理人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)和效率，進(jìn)而提高光伏電站的管理水平。因此，通過建設(shè)電站監(jiān)測(cè)與診斷的智能系統(tǒng)，管理人員可以快速獲取電站的相關(guān)數(shù)據(jù)，并開展有效評(píng)估，識(shí)別光伏電站的相關(guān)問題和潛在風(fēng)險(xiǎn)，以維護(hù)電站的安全運(yùn)行，提高光伏電站的穩(wěn)定性能和運(yùn)維水準(zhǔn)，降低運(yùn)維的成本?？偠灾?，利用信息化技術(shù)可以助力管理人員工作水平的提高，全面優(yōu)化光伏電站的工作狀態(tài)。隨著信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息化運(yùn)維技術(shù)能夠在光伏電站應(yīng)用場(chǎng)域中發(fā)揮更大的智能化和便捷化效用，為清潔電能的應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支撐。

3 光伏電站智慧運(yùn)維的模型架構(gòu)

隨著社會(huì)對(duì)光伏電站的依賴不斷增加，光伏電站自身的規(guī)模也在不斷擴(kuò)展，其所需要的維護(hù)成本也在不斷增加。智慧運(yùn)維已經(jīng)成為降低光伏電站運(yùn)維成本和提高運(yùn)維效率的必然之選。在智慧運(yùn)維中信息化技術(shù)至關(guān)重要。智慧運(yùn)維模型架構(gòu)包括信息化設(shè)備層、信息化控制層、信息化監(jiān)視層以及信息化決策層。這4 個(gè)模型層均因信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維的高效協(xié)作與智慧運(yùn)轉(zhuǎn)。光伏電站智慧運(yùn)維的模型架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 光伏電站智慧運(yùn)維的模型架構(gòu)

3.1 信息化設(shè)備層

信息化設(shè)備層是智慧運(yùn)維的基礎(chǔ)。在這一層面上，各種傳感器和設(shè)備被應(yīng)用于光伏電站的運(yùn)維，實(shí)時(shí)收集并傳輸各種數(shù)據(jù)到系統(tǒng)。例如，智能溫度傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏板的溫度，智能攝像頭可以實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏電站的安全情況。這些智能設(shè)備不僅提高運(yùn)維的效率，也使得運(yùn)維更加精細(xì)化和智能化。

3.2 信息化控制層

信息化控制層是智慧運(yùn)維的關(guān)鍵。在這一層面上，通過數(shù)據(jù)分析和算法優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站各個(gè)部分的遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。例如，通過智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)光伏板的角度調(diào)整，使得光照更加充分，從而提高光伏電站的發(fā)電效率。另外，智能控制系統(tǒng)可以進(jìn)行設(shè)備的故障診斷和自動(dòng)修復(fù)，減少人工干預(yù)的需求，增強(qiáng)運(yùn)維的穩(wěn)定性和可靠性。

3.3 信息化監(jiān)視層

信息化監(jiān)視層是智慧運(yùn)維的監(jiān)控中心。在這一層面上，通過數(shù)據(jù)可視化和實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)維人員可以隨時(shí)掌握光伏電站的運(yùn)行情況，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和異常。例如，智能監(jiān)視系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)顯示光伏電站的發(fā)電量、工作狀態(tài)以及設(shè)備運(yùn)行情況，運(yùn)維人員可以通過手機(jī)或計(jì)算機(jī)隨時(shí)查看。這樣一來，運(yùn)維人員可以迅速做出反應(yīng)，從而提高運(yùn)維的響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。

3.4 信息化決策層

信息化決策層是智慧運(yùn)維的智慧大腦。信息化決策層使用數(shù)據(jù)挖掘和人工智能算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析和預(yù)測(cè)。例如，智能決策系統(tǒng)可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來幾天的天氣情況，從而調(diào)整光伏電站的發(fā)電計(jì)劃。另外，智能決策系統(tǒng)可以通過大數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化光伏電站的運(yùn)維方案，提高運(yùn)維效率和降低成本。

4 結(jié) 論

基于信息化的分布式光伏電站智慧運(yùn)維模式是一個(gè)具有廣闊前景的研究領(lǐng)域。通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，可以提高光伏電站的效率和可靠性，實(shí)現(xiàn)智能化管理和運(yùn)維。未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字孿生技術(shù)等新技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，光伏電站智慧運(yùn)維模式將會(huì)得到進(jìn)一步完善，為光伏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。