智慧光伏建設(shè)背景

在“雙碳”戰(zhàn)略提出后，光伏行業(yè)因其突出的低碳環(huán)保屬性迎來了發(fā)展的黃金時(shí)期。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，我國分布式光伏年度新增規(guī)模約2900萬千瓦，突破新增光伏發(fā)電裝機(jī)的50%，約占55%，發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁。

集中式光伏電站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大。出于土地成本考慮，電站通常地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，給運(yùn)維管理帶來了諸多不便。但隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與光伏產(chǎn)業(yè)的深度融合，光伏電站將朝著數(shù)字化、智能化、信息化的方向高速發(fā)展，智慧光伏電站將成為主流。

智慧光伏系統(tǒng)概述

智慧光伏電站三維可視化運(yùn)維輔助系統(tǒng)采用典型的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三部分構(gòu)成，基于智能通訊技術(shù)，依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)，形成數(shù)據(jù)“四中心一平臺(tái)”，提供實(shí)時(shí)的信息監(jiān)控、診斷分析和故障報(bào)警功能、運(yùn)維管理、區(qū)域調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)安全、低碳、高效的分布式智慧光伏管理。

智慧光伏系統(tǒng)功能

電站概覽系統(tǒng)

光伏電站整體可視化：展示運(yùn)檢中心及光伏場(chǎng)站總體生產(chǎn)經(jīng)營信息，包括發(fā)電計(jì)劃、發(fā)電量、售電量、機(jī)組運(yùn)行容量、負(fù)荷率、發(fā)電設(shè)備平均月利用小時(shí)等指標(biāo)。

各場(chǎng)站全局信息可視化：對(duì)光伏場(chǎng)站的環(huán)境參數(shù)、發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及計(jì)劃、今日?qǐng)?bào)警/未讀報(bào)警、接入逆變器數(shù)量/逆變器總?cè)萘康刃畔⑦M(jìn)行監(jiān)控展示。

智慧運(yùn)維管理

1）. 智能檢修系統(tǒng)

實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏廠區(qū)組件、箱逆變、線路、升壓站等設(shè)備的運(yùn)行情況，為生產(chǎn)運(yùn)營中心運(yùn)行人員、現(xiàn)場(chǎng)維檢人員提供精準(zhǔn)的預(yù)警、告警信息。檢修人員通過智能穿戴設(shè)備與監(jiān)督人員進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，對(duì)W/H點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)。遇到難題實(shí)時(shí)獲取后臺(tái)專家知識(shí)庫支撐，提高運(yùn)維效率。故障原因及措施自動(dòng)收入安全生產(chǎn)運(yùn)維資源庫，檢修過程形成閉環(huán)管理。

2）.智能廠區(qū)運(yùn)維

應(yīng)用智能無人機(jī)、視頻監(jiān)控、智能穿戴等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光伏廠區(qū)智慧維檢、安全管控，提高運(yùn)維智能化水平。光伏廠區(qū)運(yùn)維主要分為光伏組件、箱逆變?cè)O(shè)備維檢以及光伏場(chǎng)區(qū)安防。

3）. 升壓站運(yùn)維

應(yīng)用電纜頭測(cè)溫傳感器等智能設(shè)備，及時(shí)反饋溫度異常信號(hào)并根據(jù)預(yù)設(shè)置方式進(jìn)行合理動(dòng)作;應(yīng)用機(jī)器人進(jìn)行全方位巡檢，保障在無人值守情況下，故障無死角。升壓站運(yùn)維主要包括升壓站設(shè)備巡檢、升壓站安防、升壓站危險(xiǎn)源管控。

無人機(jī)巡檢系統(tǒng)

基于可搭載熱紅外成像相機(jī)和可見光成像相機(jī)的無人機(jī)，自動(dòng)探測(cè)組件灰塵、污垢、裂痕、遮擋、發(fā)熱等異常情況，通報(bào)異常詳情及精確位置信息。

1）. 遠(yuǎn)程自動(dòng)巡檢

在集控中心選擇巡檢任務(wù)或任務(wù)執(zhí)行順序，啟動(dòng)任務(wù)，無人機(jī)自動(dòng)從智能機(jī)庫起飛、拍照、降落、換電池、充電，按照預(yù)設(shè)的線路依次進(jìn)行巡檢。

2）. 巡檢任務(wù)概覽

展示當(dāng)前任務(wù)信息，包括任務(wù)線路、任務(wù)重要等級(jí)、任務(wù)進(jìn)度、任務(wù)責(zé)任人等?？砂床煌Y選條件進(jìn)行任務(wù)查詢，不同的巡檢任務(wù)具有不同的航線。

3）. 設(shè)備信息維護(hù)

將光伏進(jìn)行編號(hào)后根據(jù)航點(diǎn)編組，圖像處理中發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常后記錄異常的對(duì)應(yīng)編組和編號(hào);對(duì)光伏運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動(dòng)對(duì)異常信息進(jìn)行篩選和驗(yàn)證。

4）. 航點(diǎn)規(guī)劃調(diào)試

無人機(jī)航點(diǎn)與光伏板編組一一對(duì)應(yīng)，一個(gè)航點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)光伏板編組。航點(diǎn)規(guī)劃時(shí)，調(diào)試人員步行至對(duì)應(yīng)光伏板編組處，將無人機(jī)調(diào)整到最佳姿態(tài)。

5）. 巡檢航線管理

巡檢航線列表按照不同的篩選條件對(duì)航線進(jìn)行展示;通過對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)處的無人機(jī)姿態(tài)，云臺(tái)偏轉(zhuǎn)、俯仰、焦距的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)航線的增加；可刪除廢棄巡檢航線。

6）. 在線視覺分析

甄選無人機(jī)拍攝的標(biāo)準(zhǔn)照片，建立視覺分析樣本庫，對(duì)智能視覺分析系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，通過對(duì)無人機(jī)巡檢過程上傳的照片進(jìn)行視覺分析，實(shí)現(xiàn)光伏熱板等設(shè)備異常的識(shí)別與診斷。

數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)

運(yùn)行人員在當(dāng)班過程中記錄生產(chǎn)、設(shè)備、管理信息，監(jiān)測(cè)實(shí)際運(yùn)行狀況，生成運(yùn)行報(bào)表。實(shí)現(xiàn)損耗分析、系統(tǒng)效率分析、電站日負(fù)荷曲線、智能光跟蹤、陰影遮擋分析等功能。實(shí)現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)化設(shè)備監(jiān)控、環(huán)境參數(shù)監(jiān)控、輔助生產(chǎn)監(jiān)控。

故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，全面覆蓋、在線智能監(jiān)測(cè)光伏電站所有設(shè)備，實(shí)時(shí)定位并準(zhǔn)確判別故障，避免“無目的例行巡查”，指導(dǎo)開展人工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)核驗(yàn)消缺。

光伏組件分布監(jiān)控：實(shí)時(shí)自動(dòng)繪制光伏組件的時(shí)間功率曲線圖以及相同時(shí)間段不同光伏組件的輸出總功率，自動(dòng)定位異常光伏組件。

逆變器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：開展逆變器實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，確保各項(xiàng)指標(biāo)都在正常范圍內(nèi)，若相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)異常，可自動(dòng)關(guān)聯(lián)故障專家?guī)?，?duì)逆變器進(jìn)行實(shí)時(shí)在線診斷。

匯流箱監(jiān)控：實(shí)時(shí)對(duì)匯流箱運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行診斷分析，關(guān)聯(lián)逆變器故障專家?guī)欤瑢?duì)匯流箱進(jìn)行實(shí)時(shí)在線診斷，輸出故障原因。

環(huán)境監(jiān)測(cè)儀監(jiān)控：光伏電站的發(fā)電量大小客觀上受太陽輻射量影響，環(huán)境監(jiān)測(cè)儀監(jiān)控主要進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)分析。

綜合除塵分析診斷：通過標(biāo)準(zhǔn)串和對(duì)比串的數(shù)據(jù)對(duì)比，分析出遮擋損耗。綜合分析天氣、電站整體PR衰減等因素，對(duì)組件清洗進(jìn)行提醒。

安防監(jiān)控系統(tǒng)

從人員情況、車輛情況、圍欄情況、違章抓拍報(bào)警、火災(zāi)監(jiān)視預(yù)警等方面，總體展示電站安全生產(chǎn)狀態(tài)，構(gòu)建電站智能安防“一張圖”，可通過智能安防監(jiān)視系統(tǒng)，實(shí)時(shí)掌控光伏整體電站的安全情況。

智慧光伏開發(fā)平臺(tái)

數(shù)維圖（SovitJs）應(yīng)用自主研發(fā)的 Sovit3D 產(chǎn)品，無縫融合 2D、3D 技術(shù)，搭建了一套輕量化的 3D 可視化智慧光伏電站運(yùn)維輔助系統(tǒng)解決方案。通過數(shù)維圖Sovit3D可視化開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 三維場(chǎng)景，基于多維感知、場(chǎng)景物聯(lián)、物信融合的技術(shù)理念，不斷豐富與完善光伏電站全面感知，實(shí)現(xiàn)設(shè)備設(shè)施智能巡檢，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主動(dòng)監(jiān)測(cè)預(yù)警，助力集控中心生產(chǎn)調(diào)度，輔助決策和全局掌控。

智慧光伏建設(shè)價(jià)值

數(shù)維圖數(shù)字孿生三維可視化智慧光伏電站解決方案通過各類場(chǎng)景物聯(lián)應(yīng)用，豐富與完善光伏電站全面感知，支持與生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，輔助光伏電站統(tǒng)一集控和管理決策，拉近管理視覺。通過AI視頻，對(duì)基建期、運(yùn)行期的高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)行為進(jìn)行可視化監(jiān)管。以固定點(diǎn)監(jiān)控、無人機(jī)、單兵等，幫助用戶檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，完成巡檢任務(wù)并輸出分析報(bào)告，提升巡檢效率。通過智能安防監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)站點(diǎn)的內(nèi)外部環(huán)境。人車非法入侵等，實(shí)現(xiàn)智能安全防范，保障系統(tǒng)的安全溫度運(yùn)行。

智慧光伏系統(tǒng)交付

數(shù)字孿生智慧光伏電站三維可視化運(yùn)維輔助決策系統(tǒng)基于Sovit3D三維可視化平臺(tái)+SovitChart圖表可視化平臺(tái)，WebGL標(biāo)準(zhǔn)B/S架構(gòu)，采用HTML5+JavaScript技術(shù)作為前端基礎(chǔ)，產(chǎn)品開發(fā)的二次代碼及項(xiàng)目源文件（模型+程序+操作手冊(cè)等）全部提供客戶，既可部署在云端，也可本地化部署。

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審核編輯 黃昊宇