光伏背景及用戶痛點

隨著全球氣候變暖、環境污染以及化石能源的逐漸枯竭，世界各國積極開發 利用可再生能源和新能源來替代傳統化石能源。我國是能源消費大國，具有"富煤、貧油、少氣"的能源結構現狀以及經濟增長和環境保護的雙重任務，使得能源結構調整成為我國能源發展的重要任務之一。2016年12月，國家發展改革委下發《可再生能源發展“十三五"規劃》，其中提出，實現非化石能源在2020 年和2030年分別占一次能源消費比重15％和20％的目標。到2020年底，全國 太陽能發電并網裝機確保實現1．1億千瓦以上。這表明在“十三五"及未來較長段時期，可再生能源的需求增長較快，市場前景廣闊。 近年來，在新能源光伏發電領域，隨著國家政策的大力扶持，以及相對開放 利好的市場環境，投資光伏發電的企業集團數量及集團下新建的光伏電站數量、 規模都在逐年增加。但在光伏發電行業欣欣向榮的發展背景下，存在著諸多問題， 尤其是發電集團對所管轄光伏電站的運維管理問題，大多數光伏發電集團的運維 管理水平或手段都遠遠不能匹配其電站建設的速度。再加之光伏電站地理位置分散、電站面積大、專業人員相對稀缺等特點和現狀，導致了各光伏發電企業集團的光伏電站生產管理能力不足，光伏電站發電效率低下，企業利潤得不到可靠保障。

主要體現在如下幾個方面： 

(1)在管理上，集團一般只能通過滯后的報表來了解集團或各電站的經營情況，嚴重影響企業的經營和決策。

(2)在企業資產利用率方面，集團化運營下的各光伏電站及其產生的大量 數據實際上已成為企業的無形資產，但由于沒有有效地整合利用，經常被閑置浪費。

(3)在運維方面，是以故障驅動的“被動運維"模式，即只有故障發生了， 才去解決故障，這種被動運維模式給發電企業帶來重大損失。

(4)在設備檢修方面，主要還是以預防性檢修為主的定期檢修，易導致對設備過修或失修。

將云計算、大數據、移動通信技術與光伏電站運維的實際業務需求相結合，運用光伏電站在日常運行過程中產生的海量數據對設 備發電量進行預測，對可能產生的故障進行預警，對實際發生的故障進行準確定位，對光伏電站進行健康檢查和對標，從而實現光伏電站運維規范化、智能化、專業化。系統研究成功與推廣將對提升光伏電站智能運維水平，提高光伏電站運 維效率具有重要意義。

(1)運用大數據技術，開創大數據驅動的運維模式，實現智能運維。基于設備實時運行數據和生產過程數據進行分析，實現故障告警、對標分析、發電量預測等功能，根據電站運行的實時狀態自動組織日常生產，各級管理人員和現場檢修人員依據內置的管理要求和生產規范高效運維。

(2)采用云計算技術，實現多級管控模式下的集分析、監管、生產于一體的集中平臺。通過云計算技術，實現集團、區域、電站多級管控模式，上下聯動，層層穿透，權責清晰，協同運維。形成了集遠程監管、智能分析和日常生產于一體的智 能集中運維平臺，為光伏電站電力生產歸口部門和各級生產人員提供了統一的工作界面，解決了原來多級部署帶來的數據存儲混亂，應用平臺多異，系統管理任 務繁重等諸多問題，提升光伏運維企業整體運維管理水平。

(3)采用移動通信技術，實現少人值守和高效運維。 平臺通過實時采集電站相關設備數據，快速準確的定位故障，依據故障的等 級，及時報警并通知區域／電站運維人員進行消缺。解決因為電站設備分散較廣 而導致的運維效率低下問題。

(4)科學指標評價體系，提升集團電站整體運營水平與發電收益。

(5)大數據智能分析，為集團優化管理、投資規劃、設備選型等提供決策支持。

系統功能

光伏電站運維云平臺主要包含的功能有：在線監測、能效分析、統計報表、運維管 理、系統設置等，需提供實用且高效的應用功能，提高電站運維水平，提高發電量，提 升電站的整體投資收益。

(1) 在線監測。主要包括系統概覽、用戶中心、設備曲線及逆變器實時監測，需完 成對光伏各設備電參數的采集，包括：電壓、電流、功率、溫度和頻率等，并進行實時 監測，各功能具體需求分析如表所示。

(2) 能效分析。主要包括：報警分析、負荷分析、設備用電量對比、逆變器發電量 對比，數據進行可視化呈現，其各功能具體需求分析如表所示。

(3) 統計報表。主要包括逆變器發電量報表、設備用電量報表、負荷統計報表，并支持報表導出為 excel 格式，其各功能具體需求分析如表所示。

(4) 運維管理。主要包括運維信息管理、設備巡檢，其中運維信息管理是分為管理運維人員和運維單位信息。設備巡檢的功能需求為用戶編輯和管理設備巡檢計劃，并能根據用戶設定的日期進行提醒。

(5) 系統設置。包括用戶管理、系統角色和菜單，主要功能需求為管理用戶組別、權限及系統功能菜單的調整。

系統結構

   在光伏變電站安裝逆變器、以及多功能電力計量儀表，通過網關將采集的數據上傳至服務器，并將數據進行集中存儲管理。用戶可以通過PC訪問平臺，及時獲取分布式光伏電站的運行情況以及各逆變器運行狀況。平臺整體結構如圖所示。