導讀
隨著全球光伏電站的數(shù)量急劇增多,為提高發(fā)電率,光伏電站已由大規(guī)模發(fā)展向大規(guī)模運營轉(zhuǎn)變。光伏電站建成并網(wǎng)后,發(fā)電量便成為衡量其價值的重要標準。如果沒有專業(yè)化運維,電站發(fā)電能力或?qū)⑹芟蓿M而減少收益。因此,光伏電站的運維對場站企業(yè)來說至關重要,并且是實現(xiàn)降本增效的關鍵,對于大型光伏電站更是如此。
Sweihan光伏獨立發(fā)電項目是阿布扎比地標性的綠色項目,位于阿聯(lián)酋阿布扎比酋長國東部城鎮(zhèn)Sweihan,占地面積約7.8平方公里,項目總規(guī)模1177MW。目前這一全球單體裝機容量最大的光伏地面電站已成功實現(xiàn)全面并網(wǎng),并正式投入商業(yè)化運營。在此項目中,研華的智能光伏運維系統(tǒng)成功為其提供技術支持。
01 服務“戈壁荒漠”中的 “綠色電站”
阿布扎比Sweihan電站以“2.42美分一度電”創(chuàng)下當時全球最低電站投標價格,打破世界紀錄,成為光伏行業(yè)史上里程碑項目。為這樣的超級工程提供技術支持,需要怎樣的技術含量?
作為全球單體裝機容量最大的光伏地面電站,阿布扎比Sweihan電站與普通規(guī)模的光伏地面電站有本質(zhì)的不同。阿布扎比地勢平坦,有廣袤可利用的荒漠化土地可以利用。因此,與許多內(nèi)陸光伏電站不同,Sweihan電站無需將光伏面板拆分成不同部分,而是需建設連續(xù)的、大面積的單體光伏電站。
Sweihan電站應用了超過320萬塊光伏面板,為這樣的超級工程提供技術支持,研華累計提供了超過210臺EKI-7000系列網(wǎng)管型交換機,206臺ECU-1152工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關及10臺工控機。
此項目中研華相關產(chǎn)品的運作架構(gòu),主要分為兩個部分:首先,ECU-1152工業(yè)協(xié)議網(wǎng)關通過串口負責匯整各子系統(tǒng)所搜集到的信息,將逆變器、電表、氣象站等設備采集到的光伏組件電流、電壓、輻照度等數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)诫娏?shù)據(jù)服務器。其后,由研華WISE-PaaS/EdgeLink軟件負責協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā),實現(xiàn)數(shù)據(jù)精準匯聚,通過云端軟件實時展示電站運行狀態(tài)。
如此一來,電站業(yè)主無需到現(xiàn)場,便可即時監(jiān)控現(xiàn)場設備,如:遠程監(jiān)看資產(chǎn)、追蹤設備性能、接收警報通知、使用移動裝置執(zhí)行系統(tǒng)管理和配置等。如此避免了頻繁的現(xiàn)場維護服務,也就節(jié)省了大量時間與人工成本。
02 緊貼業(yè)主需求 打造可靠數(shù)據(jù)架構(gòu)
在這樣的超級工程中,厘清需求十分重要。尤其是由于電站地處環(huán)境惡劣、占地面積較大,僅憑人力清潔排查故障,耗時長且不及時。在此情況下,為降低人力運維成本,智能化運維成為業(yè)主選擇的新方向。
作為清潔能源項目,Sweihan電站更關注項目運營環(huán)保效益,并需實現(xiàn)商業(yè)化可持續(xù)運營。因此,業(yè)主非常關心發(fā)電量的準確性和數(shù)據(jù)連續(xù)性。
研華ECU-1152智能網(wǎng)關收集了超過800個參數(shù),必須在秒級內(nèi)完成收集信息及轉(zhuǎn)發(fā)的動作,此外其還支持3G/4G /GPRS/WIFI不同無線通訊模式,并具備“斷點續(xù)傳”功能,這樣當網(wǎng)關與上方設備通訊有異常時,不會造成關鍵數(shù)據(jù)丟失,一旦通訊恢復正常時即可將這段緩存的數(shù)據(jù)補傳到上方設備,有效保存了數(shù)據(jù)的完整性。
此外,由于地處沙漠氣候,該項目日常需面臨高達70度的晝夜溫差,如此大的溫差對產(chǎn)品的寬溫、穩(wěn)定性也是一大挑戰(zhàn)。研華本身的產(chǎn)品設計對此已經(jīng)有所考量,ECU-1152智能網(wǎng)關工作溫度范圍可達-40℃~+70℃,可適應惡劣的環(huán)境,保證穩(wěn)定工作不間斷。
除系統(tǒng)設計外,該項目遇到的另一個挑戰(zhàn)為現(xiàn)場網(wǎng)絡配置耗時問題。整個環(huán)裝網(wǎng)絡配置中,研華幫忙客戶實現(xiàn)每個終端設備每秒級上傳頻率,200多臺設備數(shù)據(jù)同時上傳,后臺軟件的收集、緩存和進一步優(yōu)化,研華團隊也下足了功夫。
在Sweihan項目中,研華EKI-7000與EKI-9000兩種不同類型的網(wǎng)管型交換機相連接,構(gòu)成4個子環(huán)網(wǎng)。當環(huán)網(wǎng)中的任一光纖出現(xiàn)中斷時,對于主站接收數(shù)據(jù)沒有影響,不會出現(xiàn)通訊斷鏈、數(shù)據(jù)丟失的情況,極大地提高了整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。
項目投入商業(yè)化運營后,將服務超過9萬人的用電需求,預計每年減少二氧化碳排放1百萬噸,相當于減少20萬輛汽車行駛的排放量。
03 光伏智能化運維時代已來
據(jù)不完全統(tǒng)計,研華智能光伏運維系統(tǒng)已累計服務大型發(fā)電集團、金太陽項目、眾多光伏企業(yè)等在全國各地及海外多個大型光伏電站項目。不僅大大減少運維工作量,更以第一時間的響應以及深度的數(shù)據(jù)挖掘和分析,為電站運行提供了精細化管理,為提升發(fā)電量提供了充足的數(shù)據(jù)支撐。
作為新能源行業(yè)信息化方案的專業(yè)廠商,研華科技的ECU-1152智能無線網(wǎng)關,基于穩(wěn)固的硬件平臺設計,加之研華創(chuàng)新研發(fā)的WISE-PaaS/Edgelink軟件,可滿足客戶對多種通訊協(xié)議的需求,無需繁雜編程即可與云端互聯(lián),實現(xiàn)遠程監(jiān)診且支持通訊斷點續(xù)傳,保證重要數(shù)據(jù)不丟失,并且可以根據(jù)用戶的需求做產(chǎn)品的客制化服務。
為滿足業(yè)主的不同需求,研華推出了智能光伏運維系統(tǒng)。作為智能光伏運維的核心軟件SPMS采用B/S架構(gòu),所有的監(jiān)控內(nèi)容均可在軟件平臺中查看,具有統(tǒng)一的監(jiān)控界面,并能在監(jiān)控中心實現(xiàn)所有光伏電站的遠程集中管理、維護及升級。分布式的網(wǎng)絡架構(gòu)微型電站接入提供了方便。可以實現(xiàn)光伏電站的統(tǒng)一運行監(jiān)控、遠程集中管理與維護設備的統(tǒng)一運行監(jiān)控,數(shù)據(jù)的集中管理,給運行人員、檢修人員、管理人員等提供全面、便捷、差異化的數(shù)據(jù)和服務。此外,還建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫,為監(jiān)控平臺和其他各種專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。
研華光伏電站集控系統(tǒng)解決方案可實現(xiàn)大型光伏電站海量數(shù)據(jù)的集中匯總以及電站的遠程智能監(jiān)控運維,智能運維系統(tǒng)的及時、高效、智能等特點,為電站實現(xiàn)降本增效提供有力的幫助。業(yè)主還可以制定專屬于自己的光伏資產(chǎn)管理平臺,真正實現(xiàn)個性化管理。
傳感技術、AI、物聯(lián)網(wǎng)、5G等將傳統(tǒng)自動化設備融入到一個“社交”的環(huán)境,進入機器社交(M2M)網(wǎng)絡時代,可感知光伏設備及與云端數(shù)據(jù)的聯(lián)系與變化,并在此基礎上進行智能化處理,使得光伏電站管理模式越來越高效。未來,在智能物聯(lián)網(wǎng)等的支持下,機器社交的能力和紅利將進一步被釋放。