智能光伏電站建設(shè)與運維

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【摘要】隨著全球人口的不斷增長，社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們?nèi)粘Ｉ钆c生產(chǎn)活動所需要耗費的自然資源已經(jīng)即將超過了地球自身的負(fù)荷，尤其是石油、煤炭、森林等不可再生資源，而且這種狀況還可能隨著人口數(shù)量的日漸增長與社會發(fā)展的消耗而變得越發(fā)明顯與嚴(yán)重，人類發(fā)展與自然環(huán)境間的矛盾將會更加劍拔弩張。所以，為解決當(dāng)前資源緊缺的現(xiàn)狀，實現(xiàn)人與自然的可持續(xù)發(fā)展，大力發(fā)展可再生、清潔能源就顯得尤為重要，是未來環(huán)境保護(hù)的重中之重。

【關(guān)鍵詞】互聯(lián)網(wǎng)；光伏發(fā)電；可再生資源；可持續(xù)發(fā)展

1工程案例

項目名稱：浙能長興地面光伏電站工程造價：5000萬元，長興電廠光伏安裝工程分廠區(qū)和廠外兩個區(qū)域，太陽能電池組件29460塊，合計功率8.38兆瓦，參與項目設(shè)計管理、設(shè)備采購、安裝施工等。

2我國光伏電站發(fā)展現(xiàn)狀

多年來，中國的電力能源市場主要以開采容易、價格低廉的燃?xì)?、煤炭等不可再生能源為主，利用這類能源開發(fā)電力比例可達(dá)發(fā)電總量的60%以上。而水能、風(fēng)能、太陽能等清潔、可再生能源由于其開發(fā)技術(shù)要求高，所需投入的成本較高，而且對政府政策引導(dǎo)的依賴性很強(qiáng)，光伏產(chǎn)業(yè)基本不在市場的可調(diào)控范圍內(nèi)，缺乏市場活力，所以利用這類能源開發(fā)日常電力資源所占的比例還是十分小的，占全國總發(fā)電量的15%左右。想要大力開發(fā)太陽能為主的光伏發(fā)電，則需要各個國家在政策、技術(shù)、資金上給予大力的幫扶，促進(jìn)新能源開發(fā)的持續(xù)性發(fā)展。隨著全球環(huán)境保護(hù)意識的提升，當(dāng)前各國家和地區(qū)在光伏電站的開發(fā)與建設(shè)上的技術(shù)與水平得到了顯著的提高，這對于光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是十分利好的消息，光伏發(fā)電在技術(shù)條件的支撐下，開發(fā)建設(shè)成本明顯下降，全球光伏電站的建設(shè)數(shù)量正呈現(xiàn)逐漸上漲的趨勢，光伏發(fā)電前景一片光明。據(jù)國際能源署調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，到2050年光伏發(fā)電占全球平均發(fā)電量將上升至16%，光伏發(fā)電將成為國際上最為可靠的電力供應(yīng)渠道之一。21世紀(jì)前，歐洲主要發(fā)達(dá)國家一直是全球光伏發(fā)電發(fā)展最為先進(jìn)和快速的地區(qū)。根據(jù)歐洲光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會報告顯示，21世紀(jì)前十年全球的光伏發(fā)電總裝機(jī)量基本維持在40MW，這些光伏發(fā)電的建站地點主要分布在一德國為首的歐洲國家，亞洲具有代表性的國家主要是日本，截至2012年底，全球光伏總裝機(jī)量已經(jīng)上升至100MW，其中歐洲國家占據(jù)總量的70%。隨著世界各國環(huán)境保護(hù)意識的不斷提升，尤其是亞洲國家對光伏產(chǎn)業(yè)給予了更多的資金以及政策的引導(dǎo)，而且隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷進(jìn)步與完善，2013年以來，以中國為首的亞洲國家開始大范圍建設(shè)光伏電站，經(jīng)過一年的發(fā)展，2014年中國就超越了德國等歐洲國家，占領(lǐng)了全球光伏總裝機(jī)量的前列。至此，中國成為了除歐美國家以外，全球最大的光伏發(fā)電市場，年發(fā)電總量占全球光伏發(fā)電市場的8%。光是在2011~2014年3年時間，中國的光伏電站總量從3300MW增加至了28199MW，3年的時間增長了將近八倍，并且預(yù)計到2020年中國將計劃實現(xiàn)光伏電站裝機(jī)總量容量達(dá)到50000MW。中國地大物博，所擁有的氣候類型十分豐富，尤其在青藏地區(qū)、偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，擁有取之不盡的太陽能資源。有17%以上的陸地可以接收的陽光輻射達(dá)1750kWh/m2以上，約一半以上的陸地可以達(dá)到1400～1750kWh/m2，尤其在光照十分充足的青藏地區(qū)、沙漠地區(qū)，如果都裝載光伏發(fā)電設(shè)備，那么隱藏的發(fā)電量將可達(dá)到17TW。另外，隨著中國政府對光伏產(chǎn)業(yè)引起高度的重視，對光伏產(chǎn)業(yè)在政策、資金、技術(shù)上加以引導(dǎo)，中國的光伏生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了全球的領(lǐng)先地位，已經(jīng)成為全球最大的太陽能板（電池）的制造商，在2010年太陽能板的生產(chǎn)量就已經(jīng)超過10MW，光伏發(fā)電設(shè)備遠(yuǎn)銷海內(nèi)外。全球掌握著太陽能光伏發(fā)電設(shè)備市場近一半生產(chǎn)量的10家龍頭企業(yè)，其中4家即尚德、晶奧、英利綠色能源和天合光能都在中國。

3“互聯(lián)網(wǎng)+”智能光伏電站優(yōu)勢

2018年我國工業(yè)和信息化部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運輸部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家能源局、國務(wù)院扶貧辦六個部委共同出臺《智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2018~2020年）》。該計劃提出，到2020年中國智能光伏的建設(shè)將取得顯著成果，互聯(lián)網(wǎng)加光伏電站將實現(xiàn)行業(yè)自動化、信息化、智能化，光伏電站智能制造技術(shù)與裝備將實現(xiàn)大突破，智能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境將實現(xiàn)不斷優(yōu)化與完善?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”智能光伏電站的建設(shè)，是在互聯(lián)網(wǎng)與信息化加太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的跨界融合，利用互聯(lián)網(wǎng)與信息化技術(shù)的優(yōu)點，實現(xiàn)光伏電站從建設(shè)到維護(hù)都緊隨大數(shù)據(jù)時代的創(chuàng)新步伐，最終實現(xiàn)光伏發(fā)電發(fā)展結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，節(jié)約光伏電站從前期建設(shè)到后期維護(hù)的經(jīng)濟(jì)成本與人員投入成本，實現(xiàn)效益最大化，并且能夠最大限度克服因各種地質(zhì)環(huán)境對光伏電站所產(chǎn)生的障礙，發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)智能光伏電站具有以下幾點優(yōu)勢：

3.1大數(shù)據(jù)運維，實現(xiàn)設(shè)備全面升級優(yōu)化

對于光伏電站不光要考慮到如何建設(shè)，更要考慮到建設(shè)后的運營與維護(hù)問題，建立最優(yōu)質(zhì)的運營體系是互聯(lián)網(wǎng)智能光伏的最大優(yōu)勢，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠利用大數(shù)據(jù)手段主動進(jìn)行分析與比對，對所光伏設(shè)備的運營狀態(tài)設(shè)置到最優(yōu)化的狀態(tài)，將低效并且存在隱患的設(shè)備區(qū)分出來，及時進(jìn)行隱患隔離，實現(xiàn)光伏電站最高效運營另外，互聯(lián)網(wǎng)智能光伏電站還能夠?qū)⒁欢螘r間內(nèi)的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行集中采集，對設(shè)備在這段時間內(nèi)的運行效率與故障報修進(jìn)行對比分析，為接下來時間里設(shè)備的設(shè)計與運營提供參考。

3.2數(shù)據(jù)監(jiān)控，減少人力投入

我國的光伏電站多是建設(shè)在人煙稀少的沙漠地帶，且電站的規(guī)模較大，這為日常的設(shè)備看守、巡查、檢修都帶來了不少的壓力。尤其是這些偏遠(yuǎn)的沙漠地帶，想要長期留住專業(yè)的運營人員也是有很大難度，就算是有專業(yè)的技術(shù)人員能夠長時間駐守，但是由于荒漠環(huán)境惡劣，工作人員的日常工作難度和壓力也是可想而知的。而互聯(lián)網(wǎng)智能光伏電站就能很大程度的解決這一難題，智能光伏電站無需技術(shù)人員的每日巡視和維護(hù)，只需要在室內(nèi)對設(shè)備的運營狀態(tài)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上實施監(jiān)控與故障檢測，極大的節(jié)省了人力物力的投入，大大降低了運營的成本與難度。

3.3智能診斷故障，提高運維效率

在普通光伏電站的日常運維中，有時會出現(xiàn)很多工作人員都無法查找到障礙出處和電量大量丟失的狀況，在這種狀況下，光伏電站的運營就可以利用互聯(lián)網(wǎng)無線傳輸與GPS等技術(shù)實現(xiàn)精確的定位與判斷，對整體設(shè)備進(jìn)行全面的掃描與分析，幫助工作人員及時制定故障解決措施，準(zhǔn)確找到電量丟失的原因，盡快排除障礙運營狀態(tài)，減少光伏電站的利潤損耗，一次性解決問題。

4結(jié)束語

智能光伏電站作為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所涉及的新興領(lǐng)域，由于還有很大技術(shù)與經(jīng)驗的欠缺，所以互聯(lián)網(wǎng)智能光伏電站在建設(shè)與維護(hù)上還存在很大的不穩(wěn)定性，目前在我國還沒有成熟的經(jīng)驗和技術(shù)參考，存在很大的挑戰(zhàn)性。我們要從國家政策引導(dǎo)、經(jīng)濟(jì)扶助、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究等多角度出發(fā)，攻克互聯(lián)網(wǎng)智能光伏電站從前期建設(shè)到后期運維的多種難題，最終實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)智能光伏建設(shè)的跳躍式發(fā)展與進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1]黃志.能源互聯(lián)網(wǎng)之智能光伏電站建設(shè)與運維探討[J].大科技，2017（21）：125.

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作者：韓建云 單位：中國能源建設(shè)集團(tuán)浙江火電建設(shè)有限公司