前言
光伏即光生伏特,是通過(guò)半導(dǎo)體材料實(shí)現(xiàn)的光電轉(zhuǎn)化。以太陽(yáng)能電池板為核心的光伏設(shè)施將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能,釋放光能這一清潔能源的應(yīng)用價(jià)值。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(lái)了發(fā)展的黃金時(shí)期。
建設(shè)背景
市場(chǎng)背景
在全球光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展背景下,我國(guó)光伏制造以及光伏發(fā)電規(guī)模均位于世界首位。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電量達(dá)到了96.6 GW,占全球總量(231 GW)的42%,光伏發(fā)電裝機(jī)容量累計(jì)達(dá)到462 GW,占全球總量(1233 GW)的37.5%。
由于集中式光伏電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、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(lái)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。
政策背景
2021.05.《關(guān)于推動(dòng)城鄉(xiāng)建設(shè)綠色發(fā)展的意見(jiàn)》,意見(jiàn)指出“加快提升光伏產(chǎn)業(yè)智能制造水平,推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等與光伏產(chǎn)業(yè)深度融合,鼓勵(lì)特色行業(yè)智能光伏應(yīng)用,促進(jìn)我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)邁向全球價(jià)值鏈中高端?!?/p>
2021.12.《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》,規(guī)劃指出“推動(dòng)智能光伏創(chuàng)新升級(jí)和行業(yè)特色應(yīng)用。開(kāi)展智能光伏等新型污染物治理技術(shù)裝備基礎(chǔ)研究?!?/p>
2021.12.《智能光伏產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2021-2025年)》,計(jì)劃指出“到2025年,光伏行業(yè)智能化水平顯著提升,產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新取得突破。智能光伏產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系建設(shè)基本完成,與新一代信息技術(shù)融合水平逐步深化。”
建設(shè)目標(biāo)
本設(shè)計(jì)遵循結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化,達(dá)到光伏電站運(yùn)維平臺(tái)各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享、互通互動(dòng)。建成一套統(tǒng)一管理、分級(jí)控制的智慧光伏電站綜合管理平臺(tái),形成功能完善、反應(yīng)快速的數(shù)字化運(yùn)維體系, 實(shí)現(xiàn)光伏電站安全及管理工作的現(xiàn)代化、智能化。
系統(tǒng)概述
“智慧光伏”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)、數(shù)字孿生等技術(shù),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、高效的智慧光伏管理。
需求分析
三維模型場(chǎng)景
針對(duì)光伏電站所覆蓋范圍,對(duì)期進(jìn)行三維模型建設(shè),還原電站三維空間環(huán)境。三維建模一般通過(guò)人工建模方式實(shí)現(xiàn),人工建模以CAD圖紙、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、現(xiàn)狀照片為基礎(chǔ),建立數(shù)字表面模型,通過(guò)實(shí)際照片映射描述真實(shí)紋理信息,實(shí)現(xiàn)電站的三維模型建設(shè)。
全局信息概覽
展示運(yùn)維中心及光伏場(chǎng)站總體生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)信息,包括環(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。
智能設(shè)備管理
通過(guò)圖形化組態(tài)的方式,實(shí)現(xiàn)電站的圖形化管理,方便用戶(hù)通過(guò)電氣組態(tài)圖、設(shè)備組態(tài)圖實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏組件、逆變器和其他關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),包括電壓、電流、溫度等參數(shù)。通過(guò)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),系統(tǒng)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障,確保光伏電站的正常運(yùn)行。
安全巡檢管理
支持第三人稱(chēng)視角巡檢,全方位無(wú)死角查看三維場(chǎng)景,對(duì)場(chǎng)景內(nèi)巡檢線路上的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行輪詢(xún)查看。同時(shí)可以實(shí)時(shí)查看設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),工器具檢查、梳理巡視設(shè)備缺陷記錄和安全隱患記錄等,通過(guò)交互事件,彈出相應(yīng)信息方便運(yùn)維人員進(jìn)行巡查。
電子圍欄管理
針對(duì)光伏電站圍欄區(qū)域,一旦有非法入侵時(shí),智能跟蹤球機(jī)立即自動(dòng)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)目標(biāo),并在現(xiàn)場(chǎng)和監(jiān)控中心發(fā)出聲光報(bào)警,以及采用視頻拼接技術(shù)實(shí)現(xiàn)周?chē)鷩鷫^(qū)域的大范圍監(jiān)控,避免查看多個(gè)畫(huà)面而導(dǎo)致遺漏現(xiàn)象的發(fā)生。
視頻監(jiān)控管理
在三維場(chǎng)景中設(shè)置視頻監(jiān)控點(diǎn)位,以攝像頭圖標(biāo)展示其位置。出現(xiàn)報(bào)警信息的監(jiān)控點(diǎn)位會(huì)有聲光報(bào)警效果,支持管理者及時(shí)點(diǎn)擊查看實(shí)時(shí)監(jiān)控影像以及抓拍記錄。
智慧運(yùn)維管理
依托物聯(lián)網(wǎng)傳感器,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,為運(yùn)營(yíng)中心人員、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(guò)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)。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。
智能預(yù)警管理
建立預(yù)警觸發(fā)機(jī)制,對(duì)光伏電站設(shè)備、環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,在識(shí)別到后臺(tái)狀態(tài)數(shù)據(jù)時(shí),將狀態(tài)以差異化的形式呈現(xiàn)在設(shè)備模型上,如:設(shè)備狀態(tài)為異常時(shí),系統(tǒng)將持續(xù)發(fā)出聲光報(bào)警,并彈出異常警報(bào)。并聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控將鏡頭聚焦,展示報(bào)警設(shè)備詳情及位置,方便運(yùn)維人員即時(shí)做出決策處理。
開(kāi)發(fā)平臺(tái)
數(shù)維圖(SovitJs)應(yīng)用自主研發(fā)的 Sovit2D、Sovit3D 產(chǎn)品,無(wú)縫融合 2D、3D 技術(shù),搭建了一套3D 可視化智慧光伏電站運(yùn)維系統(tǒng)。通過(guò)數(shù)維圖可視化開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可交互式的 Web 二三維場(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)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。
建設(shè)價(jià)值
在新一代數(shù)字技術(shù)的支撐和引領(lǐng)下,智慧光伏電站運(yùn)用最新的5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、數(shù)字孿生等技術(shù),與數(shù)字平臺(tái)深度融合,對(duì)光伏發(fā)電各要素進(jìn)行智慧升級(jí)、改造和重構(gòu)。以數(shù)據(jù)為關(guān)鍵要素,以?xún)r(jià)值釋放為核心,以數(shù)據(jù)賦能為主線,打造全新的智慧光伏生產(chǎn)管理體系。
系統(tǒng)交付
數(shù)字孿生智慧光伏電站三維可視化運(yùn)維管理系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)的Sovit3D三維可視化平臺(tái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),采用HTML5+JavaScript技術(shù)作為前端基礎(chǔ),產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的二次代碼及項(xiàng)目源文件全部提供客戶(hù),按需要可部署在云端,也可本地化部署。
審核編輯 黃宇
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