王 鋒

（內蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司）

0 引言

在黨和政府的正確領導下， 我國的太陽能利用技術越來越成熟， 基于太陽能的光伏電站更是在短時間內取得了突破性的建設成就， 截止到2019 年底， 我國光伏電站裝機總量達到205GW， 成為世界范圍內應用光伏能源最多的國家[1］。在這種情況下， 充分發(fā)揮智能化技術的積極作用， 提升光伏電站運維工作安全管控水平， 成為未來工作的必然選擇，而對本課題進行研究， 則有助于提升智能化技術的具體應用效果。

1 智能化技術與光伏電站概述

第一， 應對光伏電站進行簡要了解。光伏電站是新能源事業(yè)不斷發(fā)展的產物， 其能夠借助太陽能、光伏發(fā)電設備等形成完整的發(fā)電系統(tǒng)， 將清潔無污染、 可持續(xù)再生的太陽能轉化為電能， 供給本地區(qū)電力系統(tǒng)使用， 為廣大人民群眾提供更加高效便捷的電能支持。從實際情況來看， 光伏電站完全符合黨和政府對新能源應用、 可持續(xù)發(fā)展的相關要求， 因此得到了越來越多的支持與關注。一般來說， 光伏電站的發(fā)電系統(tǒng)可以分成帶蓄電池的獨立發(fā)電系統(tǒng)以及不帶蓄電池的并網發(fā)電系統(tǒng)兩種， 其發(fā)電原理基本一致， 在避免能源浪費方面的作用也基本相同， 都能夠避免能源浪費、 提升環(huán)境保護效果[2］。另外， 目前我國建成的光伏電站所生產的電能主要應用在以下幾方面：

①應用在常規(guī)的電力系統(tǒng)中， 為人民群眾生產生活提供電能支持， 目前有一部分城市已經建成了基于光伏電站的太陽能充電系統(tǒng)和交通電力系統(tǒng)，應用效果比較可觀。

②在特殊地區(qū)進行應用， 特別是傳統(tǒng)電力網絡難以到達的區(qū)域， 光伏電站往往能發(fā)揮不可替代的重要作用， 其能夠為當地居民的生活用電提供有力支持， 目前一些高原地區(qū)的城市已經建成了基于光伏電站的微波用電系統(tǒng)和通信用電系統(tǒng)。

③在并網發(fā)電中進行應用。其主要是基于分散化的光伏電池而對電能進行分散存儲、 集中應用， 能夠最大化地保證光伏電站的電能供應能力， 確保光伏電站的應用價值。第二， 應對智能化技術進行簡要了解。智能化技術是我國高新技術發(fā)展的重要產物， 其囊括了代理自動化、 數據模型測算自動化、 運算自動化等多方面功能， 能夠在許多行業(yè)的發(fā)展中扮演重要角色?，F階段來看， 我國的智能化技術已經十分成熟， 其能夠在系統(tǒng)自動化控制、 集成化管理當中發(fā)揮積極作用， 切實提升了管理集成的實踐收益， 因此得到了越來越多的認可和關注。將智能化技術應用到光伏電站當中， 能夠有效提升光伏電站管理、 數據處理效果， 還能夠在半導體控制模式的支持下， 對光伏電站集成電路的工作性能進行妥善控制， 保證光伏電站得以安全可靠的運行。

2 智能化技術提升光伏電站運維工作安全管控水平

2.1 應用智能材料優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平

智能化技術是廣義上的概念， 智能材料是智能化技術的內容之一， 其往往具有一定的特殊性質和功能， 在環(huán)境刺激的情況下， 智能材料將會發(fā)生感應并對環(huán)境進行分析判斷， 將智能材料應用到光伏電站運維工作中去， 是提升光伏電站運維安全性的有力手段[3］。目前常見的智能材料主要具有以下功能： ①在外界環(huán)境發(fā)生變化的情況下， 智能材料往往能第一時間對光線、 溫度以及力等因素的變化情況進行感知和反應。②智能材料能夠在發(fā)生感應的情況下進行響應， 并實現高靈敏度的系統(tǒng)控制等， 在外界環(huán)境刺激消除后， 智能材料還能快速恢復到原始狀態(tài)并重新感知外界環(huán)境變化。將智能材料與光伏電站運維工作相結合， 能夠提升運維系統(tǒng)的敏感性，使之在環(huán)境變化的情況下自動做出調整， 并在光伏設備等發(fā)生故障和異常情況的時候， 第一時間進行自動化控制和調整在確保光伏電站正常運行的基礎上保證發(fā)電效率， 避免不必要的光伏電站運行安全風險。

2.2 應用智能光伏組件優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平

智能光伏組件同樣是智能化技術的重要組成部分之一， 它主要是基于互聯網技術、 信息化技術等而發(fā)揮作用， 其能夠對光伏電站運行情況進行科學化測量和全面性管理， 功能性非常突出。比如， 智能光伏組件能夠針對光伏電站中的不同位置運行情況、電流電壓及溫度變化等進行檢測分析， 還能夠將檢測結果第一時間上傳到光伏電站智能化運維平臺上， 以便于系統(tǒng)和工作人員進一步進行數據分析和結果處理， 提升光伏電站運維工作安全管控的效率和有效性[4］。更重要的是， 根據智能光伏組件和智能化運維系統(tǒng)的運算結果， 工作人員將能夠第一時間確定光伏電站運行中存在的各種問題， 并根據報警信號等進行運行故障定位， 這在一定程度上避免了不必要的光伏電站運行安全問題。

2.3 應用智能化監(jiān)控優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平

光伏電站具有一定的復雜性， 其包含海量部件和極為復雜的運行維護系統(tǒng)， 想要保證光伏電站運維工作安全管控水平， 就必須要加強對各個部件的有效管理和綜合分析， 確保每個部件都能穩(wěn)定地運行。而在這個過程中， 智能化監(jiān)控技術顯然具有不可忽視的應用價值， 它能夠協(xié)助工作人員對光伏電站中不同組件的功率進行優(yōu)化， 保證各項參數的合理性和穩(wěn)定性， 還能夠與智能視頻監(jiān)測平臺相結合，對光伏電站的整體運行情況進行一體化監(jiān)管， 在對監(jiān)控數據進行高效加工處理的基礎上形成光伏電站監(jiān)控數據臺賬， 以便于工作人員更準確地判斷光伏電站運行維護過程中存在的異常問題[5］。這樣一來， 光伏電站的運行維護問題將會事無巨細地展現在工作人員面前， 光伏設備運行存在的問題將會第一時間得到解決和處理， 而光伏電站運維工作安全管控水平必定會得到提升。

2.4 應用智能匯流箱優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平

智能匯流箱是基于智能化技術而存在的、 連接光伏列陣以及逆變器的設備， 其在光伏電站運行維護過程中扮演著不容忽視的重要角色， 能夠提升光伏電站防雷保護以及過流保護的效果， 還能夠對光伏列陣中的單串電流電壓參數、 防雷設備運行狀態(tài)等進行實時監(jiān)測。在實際運行過程中， 光伏電站不可避免地受到雷擊等自然災害的威脅， 如果不能采取措施進行防雷，光伏電站的運行安全和綜合效益都會大受影響， 當地的電能供應能力也會因此大打折扣， 特別是光伏發(fā)電系統(tǒng)更是如此， 其內部海量的復雜組件都會在雷擊過程中受到嚴重損傷， 這對光伏電站的安全運行十分不利。而將智能匯流箱應用到光伏電站當中去， 則能有效提升光伏電站防雷設備運行檢測水平， 確保防雷系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行、 避免光伏發(fā)電設備受到損傷， 進而達到提升光伏電站運維工作安全管控水平的效果。

2.5 應用智能運維管理技術優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平

智能化技術的應用價值毋庸置疑， 將其與光伏電站報警系統(tǒng)、 評價系統(tǒng)相結合， 是提升光伏電站運維工作安全管控水平的不二之選[6］。在今后的發(fā)展中， 工作人員應結合本地區(qū)光伏發(fā)電的市場需求和光伏電站的系統(tǒng)特征等， 對原有的報警系統(tǒng)和評價系統(tǒng)進行完善， 提升光伏電站內部運維數據的共享效果， 確保各個光伏設備都能得到統(tǒng)籌監(jiān)督和規(guī)劃， 提高光伏電站運維工作智能化安全管理的質量。除此之外， 要充分發(fā)揮大數據技術、 云計算技術的積極作用， 盡快搭建一體化智能管理系統(tǒng)， 在智能化技術的支持下， 對光伏電站運行數據進行分析處理， 解決傳統(tǒng)模式下數據處理、 信息共享困難的問題， 為光伏電站遠程運維控制打下堅實的基礎。這樣一來， 光伏電站運維工作中存在的安全風險將會被降到最低水平， 光伏電站運維工作安全管控效果必將會得到提升。同時， 目前有一部分工作人員根據光伏電站運維工作安全管控的需求， 探索物聯網技術與智能化技術相結合的新方法， 確實取得了一定的階段性成果。物聯網技術本身具有遠程數據采集、 數據傳輸的功能， 在光伏電站無線傳感網絡的基礎上， 其能夠更進一步提升光伏電站運行數據的采集效率， 同時保證數據的真實性、 可靠性， 為提升光伏電站運維工作安全管控水平提供有力支持。

2.6 應用無人機智能巡檢技術優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平

無人機智能巡檢技術是基于無人機控制技術和智能化技術而成型的新型技術手段之一， 它同時具有無人機技術和智能化技術的優(yōu)勢功能， 能夠在光伏電站運維工作安全管控中發(fā)揮不可替代的積極作用。根據實際工作經驗來看， 利用無人機智能巡檢技術開展光伏電站設備監(jiān)測， 是提升光伏電站運維工作安全管控水平的重要手段。光伏電站具有設備安裝數量多、 分布范圍廣、 運行場地復雜的特點， 利用人工模式進行巡檢有一定的難度， 整體的巡檢效率非常低， 即使是最專業(yè)的工作人員也很難同時對大量光伏設備進行管理，難以及時發(fā)現光伏設備存在的質量問題， 在設備因環(huán)境變化發(fā)生故障的情況下也無法第一時間進行處置，這可能會帶來許多不必要的安全事故[7］。而利用無人機智能巡檢技術進行光伏電站運維管控， 則能解決上述問題， 無人機本身具有立體化高程作業(yè)功能， 能夠對分布廣、 類型多的光伏電站設備進行快速巡檢， 同時無人機還具有安裝簡單、 便于攜帶的特點， 工作人員只需要簡單學習即可掌握操作方法， 并利用無人機進行多角度航拍、 溫度監(jiān)測等， 第一時間發(fā)現光伏電站設備運行問題， 確保光伏電站運維工作安全管控水平。比如，利用無人機智能巡檢技術進行光伏組件熱斑檢測， 就能夠取得比較可觀的成效。在過去的工作模式下， 工作人員需要利用手持式紅外成像設備在部件的表面進行掃描， 在比對測試功耗的基礎上完成組件熱斑檢測，工作效率低、 耗費時間長， 難以保證光伏電站運維工作安全管控水平。而合理利用無人機智能巡檢技術以后， 給無人機配備紅外熱像儀并保證其穩(wěn)定飛行， 即可對光伏電站設備的運行情況進行檢測， 工作人員可以在接收反饋數據的基礎上判斷電池實際運行狀態(tài)， 并第一時間找到熱點進行處理， 這對于優(yōu)化光伏電站運維工作安全管控水平有不可忽視的積極作用。

3 結束語

光伏電站是新時期我國電力行業(yè)發(fā)展的新產物，其完全符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的有關要求， 能夠利用清潔無污染的太陽能進行發(fā)電， 在避免環(huán)境污染和資源浪費的基礎上， 為廣大人民群眾提供優(yōu)質生活體驗。將智能化技術應用到光伏電站當中去， 則是保證光伏電站運維工作安全管控水平的必然選擇， 除了文中提到的智能材料、 智能監(jiān)控系統(tǒng)、 智能匯流箱以及無人機智能巡檢技術之外， 工作人員還需要根據光伏電站運維工作安全管控需求， 進一步探索智能化技術的應用方向。