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樂伏智能運維系統在武鄉縣光伏扶貧電站中的應用

2019-04-17 11:48
來源: 樂伏

【摘要】:光伏扶貧是中國國情的產物,中國地大物博,地區經濟發展存在差異,廣大偏遠的農村經濟發展落后,需要創新扶貧模式來實現農民增收,把偏遠的山區經濟發展上來。光伏扶貧作為眾多扶貧舉措中的一種,有著得天獨厚的優勢,但我們不能以一種一勞永逸的態度去對待,畢竟電站建成后其25年的發電量才是收益的根本,電站質量以及后續運維不容忽視。

扶貧地區的屋頂分散,運維是最大難點。光伏扶貧項目真正的困難,在建設完成后。

扶貧電站運維的智能化是未來的趨勢,但從目前現狀來看需要一定過程,實現智能化首先應該率先實現電站運維全面數字化。

本文以樂伏智能運維系統在山西省武鄉縣共計35MW扶貧電站中的應用為案例,全面概述樂伏作為專業的第三方運維平臺,解決了光伏扶貧項目中分散化戶用、村級電站、村級聯建電站的后期運維和管理問題,確保了設備能夠實時監測、穩定傳輸至平臺、線上數據分析、故障推送運維并及時處理,做到線上線下閉環管理,使能效與資產得到最大化。

【關鍵詞】:光伏電站;商業模式;光伏扶貧;光伏監控;集中監控;智能運維

引言

項目概述及建設目標

武鄉縣位于太行山西麓,山西省東南部,長治市最北端。武鄉是與井岡山、延安、西柏坡齊名的革命圣地。長治武鄉縣扶貧項目作為“十三五”第一批村級光伏扶貧電站項目,必須在以滿足現有應用為基礎,同時考慮到今后智能化運維的發展趨勢。

現目前扶貧電站的運維難題:

1.光伏扶貧電站由于建設在農村,農村電網不穩定,設備故障次數多、巡檢費時費力,造成設備運維工作量、故障異常數量、故障定位及排除的工作量等會明顯增多。

2.光伏扶貧電站裝機規模較小,造成了運維成本敏感,增加一個運維人員都會顯著增加運維成本。從人力成本角度考慮規光伏扶貧電站不適合派人長期駐守運維。

3.光伏扶貧電站分散的建設地點造成從一個項目點到另一個項目點的交通經濟成本、時間成本較大,并且不利于集中管理。如果采用流動運維方式開展運維工作,造成故障不能及時發現、定位、修復。

4如果電站建成后即使不考慮人為破壞的情況,僅因運維不專業問題,也會讓這些電站的壽命大打折扣。據了解,部分地區政府要求,當地的光伏扶貧項目后期運維必須要用當地居民。解決當地就業本是無可厚非,但群眾的知識水平還是有差異的,就出現很多村民們抱著光伏組件直接上屋頂,夠不著的地方就踩光伏組件……這些完全不合規的操作。

因此,在光伏扶貧項目中需要引入智能監控、智能運維。雖然目前扶貧電站大部分逆變器廠家自帶GPRS數據采集器、監控平臺。對于運維人員來說每天面對各種監控網址、不同的賬戶密碼,繁雜的統計報表功能等,有時平臺還會出現一些BUG而無人維護的現象,這時還是需要專業的三方平臺來確保數據的可靠、穩定性。通過平臺監控設備數據處理、運維統計數字化,從而提高后期運維效率。扶貧電站需要具有一定專業知識、水平的運維人員來維護電站最為合適,平臺則需要樂伏運維監控平臺作為線上的一個運維管理系統,確保設備能夠實時監測、穩定傳輸至平臺、線上數據分析、故障推送運維并及時處理,做到線上線下閉環管理,使能效與資產得到最大化。

系統構架與特色

樂伏智能運維管理系統的總體架構由一個智能云端管理中心、若干個現場采集計量系統組成,各采集計量系統通過GPRS/2G/4G等模式上傳云端數據系統。

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系統拓撲

系統特色

先進性

系統管理平臺軟件采用符合未來發展趨勢的設計方案,在建設中采用流行的先進的成熟的技術,開發模式和管理方式,總體設計參照國際規范、標準,采用B/S體系結構相結合的網絡計算模式,在數據庫設計上采用先進的分散式技術、容錯技術、備份恢復技術等。

拓展性

系統建設完成后具有良好的拓展功能,可以根據客戶需求做其他功能的延伸及拓展。

開放性

作為專業的應用系統,具有良好的開放性,符合相關工業標準,以充分保障系統與其他應用系統的無縫集成。

可靠性和穩定性

選用技術成熟,運行穩定的產品,在設備選型,網絡設計,軟件設計等各個方面充分考慮了軟件、硬件的可靠性,并可在非理想條件下工作。

監控運維系統的設計

樂伏運維監控系統是建設符合用戶實際需求的在線監測系統,系統完成了整個武鄉縣扶貧電站數據采集裝置的安裝,實現從電能表、逆變器等采集數據,遠程傳輸數據至平臺,數據統計與展示的功能。整個系統包括數據的原始采集、數據的在線傳輸、數據的在線分析診斷等。通過GPRS導軌采集器、規約機的安裝采集逆變器、電表數據,實現光伏能耗數據的采集,在線傳輸;通過采集氣象站的實時數據和通過網絡獲取當地歷史氣象信息,形成可視化趨勢,通過調節控制逆變器,確保發電在可控范圍內,保證電網穩定運行。

1)光伏發電數據的原始采集

光伏發電數據的原始采集是整個在線監測系統的基礎,是整個在線監測系統的基本構成元素。

逆變器、電表、氣象站等設備的數據通過其自帶的通訊接口RS485,采集器通過設備協議獲取當前電壓,電流,功率,電量,輻照度等基礎數據。

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新型導軌式外置式采集器

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規約機(帶協議轉化)

2)數據傳輸

數據傳輸是指原始數據經由數據采集器通過Internet或GPRS等遠程通訊方式將數據包從有離散分布的電站群上傳到云端數據中心,并將數據進行處理,完成原始數據存儲的過程。在該過程中,數據采集器將定時采集到的數據進行累加,形成可擴展標示語言(XML)格式的數據包,數據包中不僅包含需要上傳的數據還包括對應的電站設備信息和采集器信息等。整個系統的數據傳輸網絡包含設備與采集器之間通過RS-485的總線方式,實現設備的手拉手式的連接,最終接入采集器,每路485總線連接設備的數量在16只左右;采集器與云端數據中心之間通過移動基站網絡實現數據的遠傳傳輸,整個系統的網絡結構如下圖所示:

image.png

3)在線監測系統軟件功能設計

用戶權限范圍內的光伏電站地理分布圖,以及各個電站的總體績效與通訊概況:

電站的運行狀態,監控平臺通訊狀態的統計展示;

電站總的當日、當年及總發電量數據的統計展示;

電站裝機容量、設備數量的統計展示;

轉換為列表形式,電站各運行數據的列表統計與展示;

用戶的電站監控導航,按照用戶的權限導航至具體的單電站節點;

單個電站的績效統計,幫助用戶迅速了解電站的運行情況:

電站理論與實時PR比較與計算;

電站當日、當年的發電量的等效滿發小時的統計計算;

電站總發電量、總收益的統計計算;

單電站概況數據以及氣象站數據的實時展示;

?單電站按每小時、每天、每周、每月、每年的發電量柱狀圖與輻照曲線展示;

單個電站逆變器狀態的展示與統計,是單電站監控最常用的功能:

逆變器分狀態統計,不同顏色區分不同狀態;

逆變器功率,日發電量的監控;

圖元與列表形式,縮放形式,對應不同需求的逆變器監控;

單逆變器數據分組對比;

單個逆變器的詳細數據展示與監控,幫助用戶定位單個逆變器的具體問題:

單個逆變器直流電流、電壓,交流電流、電壓,功率相關數據的監控;

單個逆變器觸發的遙信變位和報警,如逆變器故障及逆變器的狀態的變化;

單個逆變器按照小時、日、月、年進行發電量的展示和計算;

智能分析頁面展示

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