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光伏电站智能运维案例分享 --无人机智能巡检

光伏电站智能运维案例分享 --无人机智能巡检 中科利丰
2021-01-27
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导读:连续多年的高速建设,中国的光伏装机总量已经超过200GW,存量电站的运维和建设新电站同样重要。

       连续多年的高速建设,中国的光伏装机总量已经超过200GW,存量电站的运维和建设新电站同样重要。虽然光伏电站的损失都类似跑冒滴漏类型,但累计起来的量也非常可观,如果没有精细化的运维理念和手段,放任不管,损失巨大的发电量的同时增加了安全隐患。

       发电量损失主要来自光伏组件。客观上,电站想要在现有模式和技术条件下,解决组件的故障和污损,提升发电量,有很大难度。

       因为人工成本逐年上涨,不得不提升单人运维容量,对电站运维人员的能力和敬业精神就要要求很高,即使如此但仍然不能有效提高现场巡检频率和准确率,因为现在的电站越来越大,地貌复杂程度更高,靠人力劳动强度太大。

       而目前的电站数据采集系统,只到组串一级,颗粒度不够精细。即使这样的数据,还存在着施工期安装错误,运行期不断发生传感器、通信的故障,以及环境因素干扰,数据的参考价值有限。

       随着人工智能技术和机器人技术(无人机)的进步,通过对光伏电站采用无人机红外扫描的方式,发现组件的热斑现象,把故障、污损组件的情况直观、准确的判断分析出来,是目前最有效的光伏电站巡检方法。这需要最前沿的技术支持,无人机搭载红外+可见光镜头,安全、准确、高效的拍摄光伏电站组件状态,使用计算机图像识别算法,精确、高速的识别出组件故障、污损情况,并以此检测结果,按照光伏电站工作原理,结合生产数据,基于多年研究的光伏发电能力数据分析算法,测算电站的组件引起的直接损失和系统失配损失。再通过数据云的方式,向需求侧提供各种不同的数据加工结果和应用工具

       可以替代并提升原有的运维检修方式,提高电站发电量,减少运行人员劳动强度和风险,带来经济效益和社会效益的双丰收。

       2020年,应多家发电企业邀请,我公司作为第三方检测机构,运用无人机智能运维检测系统针对多家发电企业,不同类型的光伏电站进行了巡检作业,不仅真实得反应了电站运维现状,而且为电站后续的消缺工作提供了可靠的技术支持。

巡检方案(以某山地光伏电站为例)

       1、由电站人员带领到电站、进站首先提供行程码、健康码、核酸检测证明,之后展开工作值长交代安全注意事项,下达任务。

 飞手到电站山腰高点观察电站组件走势规划航线

       电站组件高低落差大,120米左右、组件依山势而建,无人机飞行角度掌控变得尤为重要,线规划要严谨。待现场自然条件适合(光照、风力、空域安全)开始检测,为保障数据质量共对全站飞行检测两遍。

       2、完成现场测绘,通过中科利丰自主开发的无人机智能巡检系统,对原始数据进行图像分割,故障识别,故障标定。 

 红外、可见光双光数据

不同类型电站图像分割,故障识别,故障标定

       3、融合地理信息,系统基于AI技术,进行图像识别,SLAM构建。

       4、专家系统分析后自动生成报告,报告分析得出,造成热斑主要是组件整串故障及组件二极管故障。

某山地光伏电站部分区域故障分布图

    电量损失统计

 故障点:

       1、组件被遮挡形成电势差(电压差),该电池串的旁路二极管启动将该电池串旁路掉,该串电池组件不再输出电量,就会形成热斑。

       2、二极管长期带载,会持续发热,如质量不达标,甚至会击穿,会造成此电池串旁路,不再参与发电。

       3、当组件旁路二极管损坏时,该二极管连接的线路处于短路状态,所连接电池片对外输出发电量为零,造成了发电损失;接线盒虚焊,虚焊处连接电池串无法发电,也会出现类似现象。

       4、关于草木等形成的阴影遮挡,由于电站场址在山地,草木丛生,易产生草木等阴影遮挡。组件由于遮挡形成局部高温,在天气干燥高温的夏季需要格外注意,避免火灾产生。

       检测结果为电站提供维修维护的工具,为消缺工作和提高发电量提供真实的数据依据基础,

       “光伏电站智能运维终端系统”是由中科利丰自主研发“软件”+“硬件”通过人工智能、大数据库和先进的算法,可实现远程操控下达任务指令、可查看运维人员作业轨迹、支持光伏巡检发现故障位置一键定位并识别故障种类、可实巡检导航功能,记录运维人员现场工作状态,可实现在线监督、智能运维、光伏电站异常提前预警。

       该系统经过大量光伏电站的实地验证,得到了电站持有者及运维人员的高度认可,包括国家电力投资集团有限公司、中国华电集团、中国大唐集团公司在内的五大发电集团、三峡新能源(集团)股份有限公司、华润电力控股有限公司等新能源企业。

       智能运维将不再是一句口号,尤其是在国家制定得“十四五”计划中,将成为一种趋势,将在新能源行业中发挥越来越重要、不可或缺的作用。

【声明】内容源于网络
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中科利丰
北京中科利丰科技有限公司,是一家致力于投资开发可再生清洁能源及节能环保领域相关技术及服务的公司。主要投资、开发及管理太阳能、风力发电、生物质发电及其他节能环保项目及相关技术等。
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