数字化智能运维助力全球最大单体光伏电站降本增效--控制网



数字化智能运维助力全球最大单体光伏电站降本增效
企业:研华科技 日期:2020-04-07
领域: 点击数:416

随着全球光伏电站的数量急剧增多,为了提高发电率,光伏电站已由大规模发展向大规模运营转变。光伏电站建成并网后,发电量便成为衡量其价值的重要标准。如果电站没有专业化运维,其发电能力或将受限,进而减少收益。因此,光伏电站的运维对场站企业来说至关重要,并且是实现降本增效的关键,对于大型光伏电站更是如此。

阿布扎比Sweihan光伏独立发电项目位于阿联酋阿布扎比酋长国东部城镇Sweihan,占地面积约7.8平方公里,项目总规模1177MW。目前这一全球单体装机容量最大的光伏地面电站已成功实现全面并网,并正式投入商业化运营。在此项目中,研华的智能光伏运维系统成功为其提供技术支持。

服务“戈壁荒漠”中的 “绿色电站”

阿布扎比Sweihan电站以“2.42美分一度电”创下当时全球最低电站投标价格,打破世界纪录,成为光伏行业史上里程碑项目。

作为全球单体装机容量最大的光伏地面电站,阿布扎比Sweihan电站与普通规模的光伏地面电站有本质的不同。阿布扎比地势平坦,有广袤可利用的荒漠化土地可以利用。因此,与许多内陆光伏电站不同,Sweihan电站不需要将光伏面板拆分成不同部分,而是可以建设连续的、大面积的单体光伏电站。

Sweihan电站应用了超过320万块光伏面板,为这样的超级工程提供技术支持,研华累计提供了超过210台EKI-7000系列网管型交换机,206台ECU-1152工业协议网关及10台工控机。

此项目中研华相关产品的运作架构,主要分为两个部分:首先,ECU-1152工业协议网关通过串口负责汇整各子系统所搜集到的信息,将逆变器、电表、气象站等设备采集到的光伏组件电流、电压、辐照度等数据实时传输到电力数据服务器。其后,由研华WISE-PaaS/EdgeLink软件负责协议转发,实现数据精准汇聚,通过云端软件实时展示电站运行状态。

如此一来,电站业主无需去到现场,就可以即时监控和控制现场设备,如:远程监看资产、追踪设备性能、接收警报通知、使用移动装置执行系统管理和配置等。避免了频繁的现场维护服务,节省了大量的时间与人工成本。

紧贴业主需求 打造可靠数据架构

在这样的超级工程中,厘清需求是十分重要的。尤其是由于电站地处环境恶劣、占地面积较大,仅凭人力清洁、排查故障,耗时长,难免不及时。在此情况下,为降低人力运维成本,智能化运维成为业主选择的新方向。

作为清洁能源项目,Sweihan电站更关注项目运营的环保效益,实现商业化可持续运营,以确保发电量的准确性和资料的连续性。

ECU-1152收集了超过800个参数,必须在秒级内完成收集信息及转发的动作,才能保证这个数据能够在统一的监控界面中及时的显示出来。ECU-1152网关支持3G/4G /GPRS/WIFI不同的无线通讯模式,并具有“断点续传”的功能。ECU-1152设置了数据缓存区,可应用SD卡不断记录采集到的数据。这样当网关与上方设备通讯有异常时,不会造成关键数据的丢失。一旦通讯恢复正常时即可将这段缓存的数据补传到上方设备,有效保存了数据的完整性。此外,由于地处沙漠气候,该项目日常需面临高达70度的昼夜温差,如此大的温差对产业的宽温、稳定性也是一大挑战。研华本身的产品设计对此已经有所考量, ECU-1152智能网关工作温度范围可达-40℃~+70℃,可适应恶劣的环境,保证稳定工作不间断。

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实时软件画面

在Sweihan项目中,研华EKI-7000与 EKI-9000两种不同类型的网管型交换机相连接,构成了4个子环网。当环网中的任一光纤出现中断时,对于主站接收数据没有影响,不会出现通讯断链、数据丢失的情况,极大地提高了整体系统的稳定性与可靠性。

光伏智能化运维时代已来

据不完全统计,研华智能光伏运维系统已累计服务国电投、金太阳、晶科等集成商在全国各地及海外多个大型光伏电站项目。不仅大大减少了运维工作量,更以第一时间的响应以及深度的数据挖掘和分析,为电站运行提供了精细化的管理,为提升发电量提供了充足的数据支撑。

随着光伏电站智能化程度的逐步提升,光伏电站对数据采集网关功能的需求越来越高,目前市场上的采集网关功能比较单一,要么软件协议不完善,只支持单品牌设备协议,使得用户新需求的软件协议无法添加;要么受通讯网络影响采集的数据无法完整与集控中心交互,要么分布在各地数据采集网关无法统一部署管理数据等诸多问题,对现场调试及后期维护带来极大的不便。

作为新能源行业信息化方案的专业厂商,研华科技的ECU-1152智能无线网关,基于稳固的硬件平台设计,加之研华创新研发的WISE-PaaS/Edgelink软件,可以实现同时支持多种通讯协议、不用复杂的编程即可与云端互联实现远程监控与诊断以及支持通讯断点续传保证重要数据不丢失,并且可以根据用户的需求做产品的客制化服务。

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智能运维中心架构图

为了满足业主的不同需求,研华推出了智能光伏运维系统,作为智能光伏运维的核心软件研华SPMS采用B/S架构,所有的监控内容均可在软件平台中查看,具有统一的监控界面,并能在监控中心实现所有光伏电站的远程集中管理、维护及升级。分布式的网络架构微型电站接入提供了方便。可以实现光伏电站的统一运行监控、远程集中管理与维护,给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。此外,还建立统一的数据库,为监控平台和其他各种专业监控系统提供数据服务。

研华光伏电站集控系统解决方案可实现大型光伏电站海量数据的集中汇总以及电站的远程智能监控运维,智能运维系统的及时、高效、智能等特点,为电站实现降本增效的目的提供有力的帮助。业主还可以制定专属于自己的光伏资产管理平台,真正实现个性化管理。

传感技术、AI、物联网、5G等将传统自动化设备融入到一个“社交”的环境,进入机器社交(M2M,Machine to Machine)网络时代,可感知光伏设备及与云端数据的联系与变化,并在此基础上进行智能化处理,使得光伏电站管理模式越来越高效。未来,在智能物联网等的支持下,机器社交的能力和红利将进一步被释放。

 摘自《自动化博览》2020年3月刊

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