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                  2021 OEM
                  能效管理

                  研華丨多地限電 看12億KW光伏電站如何以數智運維 助力雙碳行動

                    2021年09月29日  

                    文章導讀

                    隨著“2030年碳達峰、2060年碳中和”政策布達,加之當下電力供需求矛盾、發展與排放矛盾疊加,使得工業用電產生大量缺口,近日多地限電限產頻上熱搜。以風電、光伏、儲能等為主的新能源發電,成為諸多企業重要的“自救”發電方案,其中,光伏作為受制自然環境的程度相對較低、市場基礎相對成熟的新能源,目前已成為鄉村、城鎮、園區構建智慧能源體系的主流選擇。借由ICT、IoT、云、邊、AI等技術,推進更智能、更節能、更高效新能源建設和運維迫在眉睫。

                    光伏勢起

                    規?;鲩L與數智化水平的差距如何補齊

                    據光伏協會預測,2021全球光伏產業可裝機150-170GW,其中中國約占50-60GW。但我國光伏電站整體智能化、集約化、數字化發展水平參差不齊,傳統電站的自動化調度、無人值守等常態應用還存在明顯差距。近期在北京地區實施的金太陽光伏項目中,這些問題也得以集中凸顯。

                    不同于集中式光伏電站,分布式光伏具有部署靈活、電站輕量小巧、產用一體等特點,同時,分布式電站即發即用的特性也決定了要保證發電階段穩定性和效率性。然而光伏領域目前的設備管理和運維模式仍處于以人力巡檢為主、設備處于黑匣子狀態、發現問題被動、解決問題滯后,一旦出現設備故障,則直接影響到一個或多個的光伏電站的產能和終端用戶的用能。如何提前解決好管理與運維的模式升級,迎接光伏產業規?;l展,是擺在光伏運營商面前一道迫切的難題。

                    在金太陽項目中,所有光伏電站分布于12個廠區,最遠至通州、延慶等地,物理上的距離為傳統的運維模式帶來很大的困難,巡檢難、發現問題慢、處理問題不及時成為必然結果,不僅直接影響著故障期的發電量和整體效率,還耗時耗力增加了運維成本。因此,德聯軟件積極轉身,聯手研華科技,以自動化、智能化、數字化為手段,破解大規模、分散式的運維難題,為金太陽項目打造了一套直擊行業痛點、適應未來規?;厔莸墓夥娬具\維管理系統。

                    物聯網時代解法:從黑匣子到可視化

                    當產業進入躍升期,舊的模式與經驗將不再是最優解,如今,千行百業與物聯網的融合,本質上都是借助日新月異的技術紅利,為行業傳統問題提供新的解決思路。德聯軟件與研華科技剖解光伏電站傳統管理運維的“黑匣子”,從數據采集、穩定傳輸、問題分析到持續優化,為金太陽項目打造了孿生于云端的數字化管理運維系統。

                    德聯軟件總工程師郭士軍認為,分布式光伏電站與集中式電站在數字化和智能化轉型升級的過程中,對物聯網技術需求最大的差異點在現場端,由于分布式電站站點設備呈高度分散性,因此對現場的無線通信性能提出了更高的要求。如何在戶外低信號的情況下,保證數據從采集到傳輸的可靠通路,是本項目中的一道核心門檻,也正是德聯軟件選擇與研華科技合作的原因之一。

                    一個小小的設備通訊問題,在研華科技看來,是集合了采集控制、信號增強、信號整流、網絡備份、數據備份、軟硬聯動等方式于一體的大議題。對此,研華分別在軟、硬兩個層面對此作出應對功能。

                    ● 首先,在硬件層面,研華智能網關支持網絡冗余,在運營商覆蓋的條件允許的情況下,可支持一主一備的網絡支撐。其次,研華在通訊設備內部,將設備采集、存儲、傳輸三大功能適度解耦,在弱信號或無信號的情況下,智能網關承擔時序存儲功能(最多可存儲7-15天設備數據),待網絡恢復后按時序數據進行上傳,實現“斷點續傳”,保障網絡情況不穩定常態下的數據的“零丟失”。

                    ● 再者,信號增強不僅要靠通信側的性能,更需要在軟件側依據行業經驗對“殘缺數據”進行合理的邏輯優化。在金太陽項目實施中,研華物聯網解決方案顧問團隊基于對工業領域項目“現場為王”的認知,深入實地考察,向合作伙伴提供從單品到方案再到整體解決方案聯調聯試等深度支持服務網絡,從軟件側優化入手,對4G通信模塊的驅動程序做了系列優化。從而實現在低信號、不穩定的情況下,對“殘缺數據”進行“匡正去誤”的整流處理,提高系統平臺在接受數據時的抗干擾、容錯糾錯能力,以應對極端苛刻網絡條件下的穩定通訊。郭士軍表示,經過研華團隊優化,金太陽光伏電站的管理系統至今都著穩定運行。

                    IT與OT融合 助攻平臺精細化運維

                    物聯網解決方案的起始點是互聯互通,而落腳點則是對實際業務問題的破解。在金太陽光伏電站項目中,研華除了解決電站通訊問題,還與德聯軟件聯合打造了SPMS光伏電站集控運維云平臺 。郭士軍介紹,經過物聯網技術將設備進行孿生和互聯,形成平臺化運維,從問題發現、問題分析、問題解決到問題歸檔,幫助金太陽光伏電站運營者實現精細化、全閉環、持續迭代的運維新模式。

                    設備運維始于“問題”的出現,包括日常巡檢和故障發現,即設備在線、智能診斷、以及基于異常數據的預測性維護;運維的重點在于分析問題,該平臺可提供多種故障分析手段,迅速判斷故障類型,定位問題源頭;運維的關鍵在于解決問題,該平臺根據問題分析的結果,形成故障診斷報告,匹配解決方案,并快速推送至運維人員,更快更準確解決問題;運維的收尾是歸檔,通過一次次的問題分析與解決,該平臺將持續沉淀設備故障與解決方案的經驗積累,幫助客戶構建數字化的設備運維“知識圖譜”,完善光伏電站管理運維數據庫。

                    這些閉環運維能力的實現,離不開研華工業云WISE-PaaS底層能力與德聯軟件深耕于光伏行業Know-how的聯合打造。如,在運維分析環節,客戶需要對光伏電站設備的發電效率和設備健康狀況進行全面評估,因此平臺提供了對發電離散率、設備組串離散率的分析,理論與實際發電量的對比分析、結合用戶行為的復合分析,光伏電站效率(pr)分析等工具,可詳細地分析同一設備不同時段、不同設備橫向對比、屏蔽外界光照條件的設備情況,多維度分析電站低效的內部問題,從數據根源形成科學決策依據,不斷提高光伏電站的發電效能。

                    經過SPMS光伏電站集控運維云平臺的部署,實現了設備數據的全面實時獲取,設備運行情況、發電情況的遠程監測,故障的線上排查、方案的智能化制定,與傳統運維模式相比,效益提升顯著。之前排查和解決設備故障,需要4-5個人,且以天為單位;而現在解決問題是以小時為單位,只需1人。設備運維能力的提升,直接帶來了發電效率的提升,該平臺投入實施后,光伏電站利用率和發電效率提升約10%-20%。整體經濟效益提升約為20%-30%。

                    共創光伏數智生態 共赴碳中和十年契約

                    該項目通過研華科技和德聯軟件的聯手共創,成功實踐了物聯網技術在光伏行業中發揮降本增效的潛力,而光伏市場正經歷著前所未有的增長機遇,金太陽在這一擴張趨勢中亦有標桿作用和啟迪意義。

                    “從全球能源趨勢來看,光伏處于快速發展階段,從補充能源到替代能源,這一位置轉變來之不易?!?郭士軍感慨道,物聯網有望解決光伏電站的問題重建設、輕運維的問題,集約化程度的提高才能打造低投入、低價格的核心優勢。

                    習主席提出的碳達峰、碳中和目標,正在一個個城市、園區、建筑中快速落地開展,綜合能源平臺已成為城市和園區實現碳排放指標的標配能力,研華科技、德聯軟件將不斷構建能源行業的數智化生態創新,為綠色低碳的“智能地球”共同愿景貢獻力量。

                  標簽:研華  我要反饋
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