文章導(dǎo)讀
隨著“2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和”政策布達(dá)，加之當(dāng)下電力供需求矛盾、發(fā)展與排放矛盾疊加，使得工業(yè)用電產(chǎn)生大量缺口，近日多地限電限產(chǎn)頻上熱搜。以風(fēng)電、光伏、儲能等為主的新能源發(fā)電，成為諸多企業(yè)重要的“自救”發(fā)電方案，其中，光伏作為受制自然環(huán)境的程度相對較低、市場基礎(chǔ)相對成熟的新能源，目前已成為鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)、園區(qū)構(gòu)建智慧能源體系的主流選擇。借由ICT、IoT、云、邊、AI等技術(shù)，推進(jìn)更智能、更節(jié)能、更高效新能源建設(shè)和運(yùn)維迫在眉睫。
光伏勢起
規(guī)?；鲩L與數(shù)智化水平的差距如何補(bǔ)齊
據(jù)光伏協(xié)會預(yù)測，2021全球光伏產(chǎn)業(yè)可裝機(jī)150-170GW，其中中國約占50-60GW。但我國光伏電站整體智能化、集約化、數(shù)字化發(fā)展水平參差不齊，傳統(tǒng)電站的自動化調(diào)度、無人值守等常態(tài)應(yīng)用還存在明顯差距。近期在北京地區(qū)實(shí)施的金太陽光伏項(xiàng)目中，這些問題也得以集中凸顯。
不同于集中式光伏電站，分布式光伏具有部署靈活、電站輕量小巧、產(chǎn)用一體等特點(diǎn)，同時(shí)，分布式電站即發(fā)即用的特性也決定了要保證發(fā)電階段穩(wěn)定性和效率性。然而光伏領(lǐng)域目前的設(shè)備管理和運(yùn)維模式仍處于以人力巡檢為主、設(shè)備處于黑匣子狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)問題被動、解決問題滯后，一旦出現(xiàn)設(shè)備故障，則直接影響到一個(gè)或多個(gè)的光伏電站的產(chǎn)能和終端用戶的用能。如何提前解決好管理與運(yùn)維的模式升級，迎接光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，是擺在光伏運(yùn)營商面前一道迫切的難題。
在金太陽項(xiàng)目中，所有光伏電站分布于12個(gè)廠區(qū)，最遠(yuǎn)至通州、延慶等地，物理上的距離為傳統(tǒng)的運(yùn)維模式帶來很大的困難，巡檢難、發(fā)現(xiàn)問題慢、處理問題不及時(shí)成為必然結(jié)果，不僅直接影響著故障期的發(fā)電量和整體效率，還耗時(shí)耗力增加了運(yùn)維成本。因此，德聯(lián)軟件積極轉(zhuǎn)身，聯(lián)手研華科技，以自動化、智能化、數(shù)字化為手段，破解大規(guī)模、分散式的運(yùn)維難題，為金太陽項(xiàng)目打造了一套直擊行業(yè)痛點(diǎn)、適應(yīng)未來規(guī)?；厔莸墓夥娬具\(yùn)維管理系統(tǒng)。
物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代解法：從黑匣子到可視化
當(dāng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入躍升期，舊的模式與經(jīng)驗(yàn)將不再是最優(yōu)解，如今，千行百業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)的融合，本質(zhì)上都是借助日新月異的技術(shù)紅利，為行業(yè)傳統(tǒng)問題提供新的解決思路。德聯(lián)軟件與研華科技剖解光伏電站傳統(tǒng)管理運(yùn)維的“黑匣子”，從數(shù)據(jù)采集、穩(wěn)定傳輸、問題分析到持續(xù)優(yōu)化，為金太陽項(xiàng)目打造了孿生于云端的數(shù)字化管理運(yùn)維系統(tǒng)。
德聯(lián)軟件總工程師郭士軍認(rèn)為，分布式光伏電站與集中式電站在數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型升級的過程中，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需求最大的差異點(diǎn)在現(xiàn)場端，由于分布式電站站點(diǎn)設(shè)備呈高度分散性，因此對現(xiàn)場的無線通信性能提出了更高的要求。如何在戶外低信號的情況下，保證數(shù)據(jù)從采集到傳輸?shù)目煽客?，是本?xiàng)目中的一道核心門檻，也正是德聯(lián)軟件選擇與研華科技合作的原因之一。
一個(gè)小小的設(shè)備通訊問題，在研華科技看來，是集合了采集控制、信號增強(qiáng)、信號整流、網(wǎng)絡(luò)備份、數(shù)據(jù)備份、軟硬聯(lián)動等方式于一體的大議題。對此，研華分別在軟、硬兩個(gè)層面對此作出應(yīng)對功能。
● 首先，在硬件層面，研華智能網(wǎng)關(guān)支持網(wǎng)絡(luò)冗余，在運(yùn)營商覆蓋的條件允許的情況下，可支持一主一備的網(wǎng)絡(luò)支撐。其次，研華在通訊設(shè)備內(nèi)部，將設(shè)備采集、存儲、傳輸三大功能適度解耦，在弱信號或無信號的情況下，智能網(wǎng)關(guān)承擔(dān)時(shí)序存儲功能(最多可存儲7-15天設(shè)備數(shù)據(jù))，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后按時(shí)序數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，實(shí)現(xiàn)“斷點(diǎn)續(xù)傳”，保障網(wǎng)絡(luò)情況不穩(wěn)定常態(tài)下的數(shù)據(jù)的“零丟失”。
● 再者，信號增強(qiáng)不僅要靠通信側(cè)的性能，更需要在軟件側(cè)依據(jù)行業(yè)經(jīng)驗(yàn)對“殘缺數(shù)據(jù)”進(jìn)行合理的邏輯優(yōu)化。在金太陽項(xiàng)目實(shí)施中，研華物聯(lián)網(wǎng)解決方案顧問團(tuán)隊(duì)基于對工業(yè)領(lǐng)域項(xiàng)目“現(xiàn)場為王”的認(rèn)知，深入實(shí)地考察，向合作伙伴提供從單品到方案再到整體解決方案聯(lián)調(diào)聯(lián)試等深度支持服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，從軟件側(cè)優(yōu)化入手，對4G通信模塊的驅(qū)動程序做了系列優(yōu)化。從而實(shí)現(xiàn)在低信號、不穩(wěn)定的情況下，對“殘缺數(shù)據(jù)”進(jìn)行“匡正去誤”的整流處理，提高系統(tǒng)平臺在接受數(shù)據(jù)時(shí)的抗干擾、容錯(cuò)糾錯(cuò)能力，以應(yīng)對極端苛刻網(wǎng)絡(luò)條件下的穩(wěn)定通訊。郭士軍表示，經(jīng)過研華團(tuán)隊(duì)優(yōu)化，金太陽光伏電站的管理系統(tǒng)至今都著穩(wěn)定運(yùn)行。
IT與OT融合 助攻平臺精細(xì)化運(yùn)維
物聯(lián)網(wǎng)解決方案的起始點(diǎn)是互聯(lián)互通，而落腳點(diǎn)則是對實(shí)際業(yè)務(wù)問題的破解。在金太陽光伏電站項(xiàng)目中，研華除了解決電站通訊問題，還與德聯(lián)軟件聯(lián)合打造了SPMS光伏電站集控運(yùn)維云平臺 。郭士軍介紹，經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將設(shè)備進(jìn)行孿生和互聯(lián)，形成平臺化運(yùn)維，從問題發(fā)現(xiàn)、問題分析、問題解決到問題歸檔，幫助金太陽光伏電站運(yùn)營者實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、全閉環(huán)、持續(xù)迭代的運(yùn)維新模式。
設(shè)備運(yùn)維始于“問題”的出現(xiàn)，包括日常巡檢和故障發(fā)現(xiàn)，即設(shè)備在線、智能診斷、以及基于異常數(shù)據(jù)的預(yù)測性維護(hù);運(yùn)維的重點(diǎn)在于分析問題，該平臺可提供多種故障分析手段，迅速判斷故障類型，定位問題源頭;運(yùn)維的關(guān)鍵在于解決問題，該平臺根據(jù)問題分析的結(jié)果，形成故障診斷報(bào)告，匹配解決方案，并快速推送至運(yùn)維人員，更快更準(zhǔn)確解決問題;運(yùn)維的收尾是歸檔，通過一次次的問題分析與解決，該平臺將持續(xù)沉淀設(shè)備故障與解決方案的經(jīng)驗(yàn)積累，幫助客戶構(gòu)建數(shù)字化的設(shè)備運(yùn)維“知識圖譜”，完善光伏電站管理運(yùn)維數(shù)據(jù)庫。
這些閉環(huán)運(yùn)維能力的實(shí)現(xiàn)，離不開研華工業(yè)云WISE-PaaS底層能力與德聯(lián)軟件深耕于光伏行業(yè)Know-how的聯(lián)合打造。如，在運(yùn)維分析環(huán)節(jié)，客戶需要對光伏電站設(shè)備的發(fā)電效率和設(shè)備健康狀況進(jìn)行全面評估，因此平臺提供了對發(fā)電離散率、設(shè)備組串離散率的分析，理論與實(shí)際發(fā)電量的對比分析、結(jié)合用戶行為的復(fù)合分析，光伏電站效率(pr)分析等工具，可詳細(xì)地分析同一設(shè)備不同時(shí)段、不同設(shè)備橫向?qū)Ρ?、屏蔽外界光照條件的設(shè)備情況，多維度分析電站低效的內(nèi)部問題，從數(shù)據(jù)根源形成科學(xué)決策依據(jù)，不斷提高光伏電站的發(fā)電效能。
經(jīng)過SPMS光伏電站集控運(yùn)維云平臺的部署，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備數(shù)據(jù)的全面實(shí)時(shí)獲取，設(shè)備運(yùn)行情況、發(fā)電情況的遠(yuǎn)程監(jiān)測，故障的線上排查、方案的智能化制定，與傳統(tǒng)運(yùn)維模式相比，效益提升顯著。之前排查和解決設(shè)備故障，需要4-5個(gè)人，且以天為單位;而現(xiàn)在解決問題是以小時(shí)為單位，只需1人。設(shè)備運(yùn)維能力的提升，直接帶來了發(fā)電效率的提升，該平臺投入實(shí)施后，光伏電站利用率和發(fā)電效率提升約10%-20%。整體經(jīng)濟(jì)效益提升約為20%-30%。
共創(chuàng)光伏數(shù)智生態(tài) 共赴碳中和十年契約
該項(xiàng)目通過研華科技和德聯(lián)軟件的聯(lián)手共創(chuàng)，成功實(shí)踐了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在光伏行業(yè)中發(fā)揮降本增效的潛力，而光伏市場正經(jīng)歷著前所未有的增長機(jī)遇，金太陽在這一擴(kuò)張趨勢中亦有標(biāo)桿作用和啟迪意義。
“從全球能源趨勢來看，光伏處于快速發(fā)展階段，從補(bǔ)充能源到替代能源，這一位置轉(zhuǎn)變來之不易?！?郭士軍感慨道，物聯(lián)網(wǎng)有望解決光伏電站的問題重建設(shè)、輕運(yùn)維的問題，集約化程度的提高才能打造低投入、低價(jià)格的核心優(yōu)勢。
習(xí)主席提出的碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，正在一個(gè)個(gè)城市、園區(qū)、建筑中快速落地開展，綜合能源平臺已成為城市和園區(qū)實(shí)現(xiàn)碳排放指標(biāo)的標(biāo)配能力，研華科技、德聯(lián)軟件將不斷構(gòu)建能源行業(yè)的數(shù)智化生態(tài)創(chuàng)新，為綠色低碳的“智能地球”共同愿景貢獻(xiàn)力量。
（轉(zhuǎn)載）
