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秒级响应 + AI 预判:光伏监测系统如何破解电站管理 “痛点”?

更新日期:2025-05-26浏览:206次

简婷

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定  201801

引言

   在全球能源转型的大背景下,太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源,其开发利用对于缓解能源危机、减少环境污染具有重要意义。分布式光伏发电以其优势,如靠近用户端、减少输电损耗、可灵活配置等,成为了太阳能利用的重要形式。安科瑞作为能源管理和电力监控领域的专业企业,凭借其深厚的技术积累和丰富的实践经验,推出了一套完善的分布式光伏解决方案,旨在为用户提供高效、可靠、智能的光伏发电系统。

1、光伏电站管理痛点

 

1.1数据采集与传输层面

传感器精度不足与故障隐患

  传统传感器易受环境干扰(如高温、粉尘、湿度),导致发电量、组件温度等基础数据误差率高,影响故障诊断准确性。

传感器故障(如线路老化、接触不良)可能导致数据缺失或中断,形成监测盲区。

通信稳定性差

  偏远地区光伏电站(如山地、荒漠)面临网络覆盖弱问题,无线传输(如 4G/5G)易受天气、地形影响,导致数据延迟或丢包。

  多设备协议不统一(如 Modbus、CAN、TCP/IP)引发通信兼容性问题,需额外开发适配接口,增加集成成本。

数据孤岛与处理效率低

  不同厂商设备(逆变器、汇流箱、气象站)数据格式不统一,难以实现跨系统融合分析,形成 “数据孤岛”。

海量原始数据缺乏实时清洗与智能分析,运维人员需手动筛选,决策滞后,无法及时定位隐性故障(如组件热斑早期征兆)。

1.2系统集成与兼容性问题

老旧电站改造难度大

  早期建设的光伏电站缺乏标准化监测接口,硬件升级成本高(如更换智能汇流箱、加装通信模块),且需停机改造,影响发电收益。

  传统 SCADA 系统与新型 IoT 平台兼容性差,升级换代需原有架构,导致 “旧系统弃用、新系统难用” 的尴尬局面。

多厂商设备协同性不足

  监测系统依赖逆变器、组件、气象设备等多厂商数据,若某一环节厂商技术封闭(如不开放 API 接口),易导致整体监测功能受限。

  不同品牌设备的报警阈值、故障代码逻辑差异大,运维人员需跨平台切换,操作复杂度高。

1.3运维效率与智能化短板

故障诊断依赖人工经验

  现有系统多以 “阈值报警” 为主(如电压 / 电流越限),缺乏故障根因分析能力(如无法区分是组件老化、线路接触不良还是局部阴影导致的功率下降)。

  运维人员需现场排查,尤其在集中式电站(面积达数十平方公里)中,故障定位耗时久,可能延误维修黄金期。

预测性维护能力薄弱

  缺乏基于历史数据的寿命预测与健康管理(PHM)功能,无法提前预警设备老化(如电缆绝缘下降、逆变器电容衰减),导致计划外停机。

  对环境因素(如辐照度、温度、风速)的关联分析不足,难以动态优化电站运行策略(如调整逆变器工作点应对高温衰减)。

人机交互体验不佳

  监测界面多为专业级数据报表,缺乏可视化动态展示(如三维电站地图、组件热成像分布),非技术人员难以快速理解关键信息。

  移动端 APP 功能简陋,报警推送不精准(如误报、重复报警),导致运维人员对系统信任度下降。

2并网标准

分布式电源并网电压等级可根据各并网点装机容量进行初步选择,推荐如下:

  8kW 及以下可接入220V;

  8kW~400kW可接入380V;

  400kW~6MW可接入10kV;

  5MW~30MW以上可接入35kV。

  最终并网电压等级应根据电网条件,通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件,优先采用低电压等级接入。

典型上网模式

 

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3什么是四可

  在光伏发电调度中,“四可功能”是指为了确保光伏电站高效、稳定接入电网并参与电力系统调度而必须具备的四种核心能力。这四项功能是电网对新能源电站(包括光伏)的基本要求,具体包括:

  1.可观:是指实现低压分布式光伏统计数据、运行状态、调节控制、异常告警的全景可视化展示。构建低压分布式光伏采集通信架构,建立采集终端、分布式电源接入单元、智能电能表、光伏专用断路器、光伏逆变器等设备运行状态监测体系,形成低压分布式光伏台区线路拓扑图。

  2.可测:是指实现低压分布式光伏用户数据分钟级采集,实现全部低压分布式光伏用户15 分钟级负荷数据全采集,重要台区光伏用户及关键数据实现1分钟级采集,实现低压分布式光伏发电负荷预测准确度进一步提升。分布式光伏发电的实时感知、运行监测和异常分析。

  3.可调:是指应用群调群控装置和分布式电源接入单元/智能物联电能表等产品方案,建立柔性调节能力,实现低压分布式光伏功率和电压柔性可调。

  4.可控:是指应用光伏专用断路器建立刚性控制能力,实现全部低压分布式光伏用户刚性可控。紧急情况下电网要有能力断开并网开关,以保障大电网的电压与频率的安全稳定。

为什么需要“四可功能”?

  应对间歇性:光伏发电依赖光照,具有波动性和不确定性,“四可”功能帮助电网消纳高比例新能源。保障电网安全:避免电压越限、频率偏差等问题。

  市场化运营:满足电力市场对可控资源的要求。

  通过“四可功能”,光伏电站从“被动接入”转变为“主动参与”,成为智能电网的重要组成部分。

4系统解决方案

分布式光伏电站电力监控系统

针对用户新能源接入后存在安全隐患、缺少有效监控、发电效率无法保证、收益计算困难、运行维护效率低等通点,提出的Acrel-1000DP分布式光伏监控系统平台,对整个用户电站全面监控,为用户实现降低能源使用成本、减轻变压器负载、余电上网,提高收益;节能减碳,符合国家政策。

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子系统

1、光伏监控系统平台

2、光功率预测系统

3、光伏储能系统

4、继电保护及安全自动装置

5、电能质量在线监测装置

6、箱变测控装置

7、无线测温装置

8、电能量计量系统

9、AGC/AVC 调控系统

10、远方调度上传系统

系统结构

A、户用光伏

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B、中小容量光伏电站

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C、大容量分布式光伏电站

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系统功能

1、综合看板

光伏电站位置显示

光伏电站数量,峰值发电功率,实时发电功率显示

统计所有光伏电站日、月、年发电量

计算标准煤节约量以及二氧化碳减排量

柱状图展示每月发电量

2、电站状态

展示光伏电站发电功率,峰值功率等基本参数

统计当前光伏电站日、月、年发电量

摄像头实时监测

接入辐照度、环境温湿度、风速等环境参数

显示当前光伏电站逆变器接入数量及其基本参数

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3、逆变器状态

逆变器基本参数显示

日、月、年发电量显示

通过曲线图显示逆变器功率、环境辐照度曲线

直流侧电压电流查询

交流电压、电流、有功功率、频率、功率因数查询

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4、电站发电统计

统计列表中所有光伏电站日、月、年发电量,支持柱状图和曲线图切换展示以及报表导出功能。

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5、逆变器发电统计

统计当前光伏电站中所有逆变器的日、月、年发电量,支持柱状图和曲线图切换展示以及报表导出功能。

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6、逆变器曲线分析

展示逆变器直流侧电压、电流曲线,交流侧功率曲线以及环境辐照度曲线、温度曲线。便于用户进行整体分析。

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配套产品

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4结束语

  Acrel-1000DP融合实时监测、精准控制、智能分析与安全防护,构建了从设备层到云平台的全链条管理体系。其在宜宾高新区等项目的成功应用表明,该系统不仅提升了光伏电站的运维效率与发电收益,还为电网的可靠运行与能源转型提供了技术支撑,成为分布式光伏领域智能化升级

 

 

 

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