光伏電站運(yùn)維難？“AI和大數(shù)據(jù)”有辦法！

在光伏領(lǐng)域，除了要注重光伏電站建設(shè)質(zhì)量，同時(shí)也要注重電站建成后的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)。面對(duì)繁雜長(zhǎng)期的運(yùn)營(yíng)與維護(hù)，如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化和簡(jiǎn)易化？在“AI、大數(shù)據(jù)”等技術(shù)的應(yīng)用中，我們或許找到了這個(gè)答案。

“在光伏電站運(yùn)維上采用AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等這些信息技術(shù)手段，對(duì)于提升整個(gè)電站的運(yùn)營(yíng)效率以及降低人力成本都有非常大的幫助。” 賽迪智庫(kù)集成電路研究所主任江華說(shuō)道。

隨著“AI、大數(shù)據(jù)”等技術(shù)的應(yīng)用，光伏領(lǐng)域逐漸出現(xiàn)了如光伏智慧運(yùn)維平臺(tái)、智能光伏綜合管理平臺(tái)、無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器、光伏電站清掃機(jī)器人等智能軟硬件設(shè)備。那它們到底是如何助力光伏發(fā)展的呢？

運(yùn)維滲透于電站發(fā)展各個(gè)階段

在中國(guó)光伏行業(yè)協(xié)會(huì)、賽迪智庫(kù)等行業(yè)組織、專家聯(lián)合編制的《中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖（2020年版）中是這樣定義電站運(yùn)維的：電站運(yùn)維是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的簡(jiǎn)稱，是以系統(tǒng)安全為基礎(chǔ)，通過(guò)預(yù)防性維護(hù)、周期性維護(hù)以及定期的設(shè)備性能測(cè)試等手段，科學(xué)合理的對(duì)電站進(jìn)行管理，以保障整個(gè)電站光伏 發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行，從而保證投資者的收益回報(bào),也是電站交易、再融資的基礎(chǔ)。

江華告訴記者，光伏電站運(yùn)行有三個(gè)階段。

第一個(gè)是磨合階段，由于設(shè)備系統(tǒng)都處于磨合期，是故障率相對(duì)比較高的一個(gè)階段，持續(xù)時(shí)間約為1~2年的時(shí)間。

第二個(gè)階段是相對(duì)穩(wěn)定階段，在這期間電站偶爾會(huì)出一些故障，需要更換一些設(shè)備。

第三個(gè)階段就是電站的失效階段，臨近光伏電站使用壽命即將結(jié)束時(shí)，因?yàn)樵O(shè)備老化或損壞，需要維修或更換。

“不管在哪個(gè)階段，電站的運(yùn)營(yíng)維護(hù)都必不可少，否則發(fā)電量將會(huì)減少，對(duì)整個(gè)電站的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。”江華說(shuō)道。

電站運(yùn)維中的“智能清掃專家”

灰塵堆積是我們?nèi)粘Ｉ钪凶畛Ｒ?jiàn)的現(xiàn)象。但在光伏電站上，可別小看這小小的灰塵，日積月累的灰塵會(huì)遮蔽住光伏組件的某些部分，在太陽(yáng)光的照射下，被遮蔽部分升溫速度會(huì)更快，致使溫度過(guò)高出現(xiàn)燒壞的暗斑，加劇光伏電池板老化、損壞，影響發(fā)電量。

《中國(guó)電子報(bào)》記者通過(guò)西安運(yùn)維電氣科技有限公司了解到，目前在光伏電站清潔方面，有人工清洗、高壓水槍清洗、大型清洗車清潔、噴淋系統(tǒng)清潔等傳統(tǒng)清潔方式。

但傳統(tǒng)清潔方式的工作效率、清掃費(fèi)用、適用場(chǎng)景各不相同。人工清洗效率低下，一人一天只能清潔150㎡，適用于地面而不適用于高空電站。

高壓水槍清洗一人一天能清潔500㎡，但卻不適用于缺水地區(qū)。大型清洗車一臺(tái)車能清潔5000㎡，但適用于有水的地面電站。

噴淋系統(tǒng)清潔效率倒是很高，但也需要大量用水，1MW用水量就有6—7噸。為了更好地降本提效，西安運(yùn)維電氣科技有限公司研發(fā)出了光伏板智能清掃機(jī)器人。

記者了解到，西安運(yùn)維電氣科技有限公司的光伏板智能清掃機(jī)器人通過(guò)固定安裝旋轉(zhuǎn)滾刷把灰塵向前掃，系統(tǒng)自帶太陽(yáng)能發(fā)電、充電及蓄電裝置，能夠自供電，實(shí)現(xiàn)無(wú)水清掃，無(wú)需清潔介質(zhì)。

通過(guò)下載多種網(wǎng)絡(luò)通信模塊，可以實(shí)現(xiàn)與主流智能控制平臺(tái)如手機(jī)、臺(tái)式電腦、平板等聯(lián)接。全自動(dòng)遠(yuǎn)程和人工就地控制，無(wú)線模塊，遙控遙測(cè)兩種運(yùn)行方式切換自如。

清掃機(jī)器人在各種光伏電站均可部署，最適合大型集中式光伏電站。智能的清掃方案，無(wú)需人工干涉，清掃過(guò)程全部自動(dòng)化。

單程運(yùn)行距離800~1000米，清掃效果95%以上，適用于屋頂、大棚、平原、丘陵、沙漠、湖面等各個(gè)場(chǎng)景。

通過(guò)大量數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)光伏面板積灰的除塵效果進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，每天清洗的面板比從未清洗的面板輸出功率增加了32%。

“AI大數(shù)據(jù)”助力電站運(yùn)維

順應(yīng)《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2018-2020年）》中提出的充分利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能硬件、移動(dòng)寬帶互聯(lián)等新一代信息技術(shù)，推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)從自動(dòng)化向智能化升級(jí)，加快實(shí)現(xiàn)智能制造和智能應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。

光伏電站運(yùn)維近幾年不斷顯現(xiàn)智能光伏綜合管理平臺(tái)、無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器等智能運(yùn)維平臺(tái)。

通過(guò)大數(shù)據(jù)收集，以智能光伏綜合管理平臺(tái)為中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，建立起電站與運(yùn)維人員之間的溝通橋梁，快速處理影響電站穩(wěn)定運(yùn)行的外部因素。

搭載人工智能算法和圖像識(shí)別技術(shù)的無(wú)人機(jī)智能巡檢系統(tǒng)，及時(shí)準(zhǔn)確的對(duì)光伏電站進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)，提前預(yù)判電站可能發(fā)生的問(wèn)題，準(zhǔn)確定位的同時(shí)減少人力成本。

“比方說(shuō)逆變器突然產(chǎn)生故障，通過(guò)相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)和運(yùn)維系統(tǒng)，就可以感知到器件的故障，實(shí)時(shí)傳送到控制中心，隨后通過(guò)AI和大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生解決方案，隨之把解決方案下派到運(yùn)維工作人員的手中，然后第一時(shí)間解決故障。”江華在采訪中舉例說(shuō)道。

不過(guò)，雖然AI大數(shù)據(jù)切實(shí)解決了光伏電站運(yùn)維難、效率低、成本高等實(shí)際問(wèn)題，但因?yàn)殡娬疽?guī)模大小、地理位地形特點(diǎn)都各不相同。對(duì)于大規(guī)模電站，地形比較平坦的地面電站來(lái)說(shuō)，AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等這些信息技術(shù)手段的應(yīng)用以及相應(yīng)智能硬件的應(yīng)用成本比人力成本要低。

但對(duì)于其他地形不算平坦、規(guī)模較小的電站來(lái)說(shuō)，使用智能硬件的成本相反要比使用人力的成本要高。

“所以是否采用AI、5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)智能硬件等信息化技術(shù)，需要進(jìn)行一個(gè)經(jīng)濟(jì)性測(cè)算。” 江華如是說(shuō)。