摘要：智能光伏电站是以光伏电力变换与电力传输网络为基础，将现代先进的数字信息技术、通信技术、互联网技术、云计算技术、大数据挖掘技术与光伏技术高度融合而形成的新型电站。它以充分满足客户对光伏电站的高发电量、低初始投资、低运维成本、高可靠性和安全性等需求为目的，在25年生命周期内，实现高收益、可运营、可管理、可演进。
关键词：智能化；光伏；新技术
1.设计理念：
拉西瓦光伏电站设计理念为智能型光伏电站，将在保障安全可靠前提下，通过电站一体化设计，提高电站智能化水平，实现电站远程故障自动检测及诊断，提升发电效率，降低建设成本；通过高效一体化的电站监控系统、生产管理系统、安防系统、光功率预测系统等多套系统并存，彼此之间采用一体化电站管理系统，将实现缺陷智能过滤，与工作票产生联动，将管理系统智能化融入到运维流程中，提升运维效率。
2.智能化光伏电站的概念：
智能光伏电站有两大核心理念：一是全数字化电站，二是让电站更简单。
2.1 全数字化光伏电站：首先是对现有的光伏发电部分进行智能化改造，使传统的逆变器不仅仅是发电部件，而且是一个集电力变换、远程控制、数据采集、在线分析、环境自适应等于一体的智能控制单元，成为电站的神经末梢与区域控制的中心；其次，通过对现有RS485等低速传输通道的升级，使整个电站形成融合语音与视频通信、快速灵活部署、免维护的高速互联网络，铺设电站信息流通的高速公路；最后，收集到的电站完整信息统一上传到云端存储，利用大数据分析与挖掘引擎，实现对电站的智能化管理及电站性能的持续优化。
2.2 让电站更简单：无逆变器房、直流汇流箱等系统多余设施，无熔丝、风扇等易损部件，实现电站的简洁化、标准化交付，电站所有部件能够满足风沙、盐雾、高温高湿、高海拔等各种复杂环境25年免维护、可靠运行的质量要求，建设与运维更加简单，最大程度保护客户投资。
3.智能化光伏电站的技术特点：
（1）.智能
全数字化光伏电站，使电站真正实现“可信、可视、可管、可控”。智能控制器实现对每一路电池组串电流电压等信息的高精度采集（检测精度达到0.5%以上），通过高速互联网络，传送到光伏电站控制中心进行进一步的处理，实现“可信”与“可视”；由于传送带宽的增加和传输时延的减少（达到ms级），大大提高电站的控制速度，实现“可控”；通过华为打造的开放的电站管理系统及大数据分析引擎，实现电站的“可管”。光伏电站数字化后，为未来业务和商业模式创新奠定了基础，如通过移动互联网，用户可以认购指定位置的电池板或者组串，并通过手机App实时获取收益情况。
大数据分析引擎和专家运维系统的引入，及时发现潜在缺陷，挖掘收益提升空间。通过数据实时采集、云存储和在线专家分析系统，电站可自动体检，给出基于收益最大化的维护建议，如清洗建议、部件更换和维护建议等，实现预防性维护；积累长期运营数据，综合分析自然环境，辐照量等环境因素，通过对智能控制单元算法在线调整或软件升级，使电站在不同环境下系统部件运行在最佳匹配状态，实现收益的最大化。
创新组网方案，打破现有设计束缚，从简化建设，最佳系统性能匹配、简化维护等角度，重新对组件、线缆、逆变器、升压变、监控与数据采集单元等系统部件进行组合优化；同时减少部件种类，更加标准化，更利于自动化生产；通过工厂预装和接插件安装，减少现场施工成本，提高施工质量。
当组件技术进步，运行环境发生变化时，利用智能控制器的软件可远程在线升级，后向兼容设计等特性，无需更换网上运行设备，通过算法升级就能够享受最新的技术成果，最大化重用现有设备。
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智能主动电网自适应技术，利用智能控制器的高速处理能力、高采样和控制频率、控制算法等优势，主动适应电网的变化，实现更好的多机并联控制，更佳的并网谐波质量，更好地满足电网接入要求，提高在恶劣电网环境下的适应能力。
（2）.高效
组串级的智能监控及多路MPPT跟踪技术，确保电站“可视、可信、可管、可控”。智能光伏电站对输入的每一路组串进行独立的电压电流检测，检测精度是传统智能汇流箱方案的10倍以上，为准确定位组串故障，提高运维效率奠定了基础。多路MPPT技术，降低遮挡、灰尘、组串失配的影响，平坦地形下发电量提升5%以上；在屋顶、山地电站中降低不同朝向、阴影遮挡的影响，发电量提升8-10%；与跟踪系统的配合使用，跟踪控制与控制器集成，能够实现对支架的独立跟踪，提升发电量，智能控制器和跟踪支架成为最佳的伴侣。
（3）.安全
安全规避PID效应：PID导致的组件功率衰减会极大的影响投资收益，通过智能控制器自动检测组件电势，主动调整系统工作电压，使电池板负极无需接地的情况下，实现对地正压，有效规避PID效应；由于电池板负极无需接地，加上逆变器内部的残余电流监测电路，能够在检测到漏电流大于30毫安的情况下，150ms内切断电路，实现了主动安全。
智能光伏电站对环境友好。智能控制器无风扇设计，实现了29dB的低环境噪声；无需土建机房，减少对植被及土壤等环境破坏；电磁辐射小，保护人体健康。智能光伏电站实现了人与环境和谐共处，大大增加了光伏电站的适用范围，为光伏入户创造了条件。
降低直流传输的距离，实现主动安全。直流的安全传输与防护是重点，也是难点。智能光伏电站采用无直流汇流设计，组串输出的直流电直接进入逆变器变为交流电进行远距离传输，主动规避直流传输带来的安全和防护问题，降低直流拉弧带来的安全隐患，使电站更加安全。
（4）.可靠
25年系统可靠性：IP65防护等级，实现内外部的环境隔离，使器件保持在稳定的运行环境中，降低温度、风沙、盐雾等外部环境对器件寿命的影响；减少易损件使用，无熔丝、风扇等需定期更换器件，实现系统免维护。
4.智能化的运维管理：
智能光伏电站可以从时间、空间、设备多层面多维度进行监控、运维、管理、告警，对电站运行问题进行分析、判断、评估、整合，实现快捷简单的运维，给运行人员、检修人员、管理人员等提供全面、便捷、差异化的数据和服务。
例如大数据分析引擎和专家运维系统的引入，基于采集的海量信息，自定义报表，专家分析系统，切片分析，挖掘系统潜力，发现潜在问题，构成经验数据。及时发现潜在缺陷，挖掘收益提升空间。通过数据实时采集、云存储和在线专家分析系统，结合光伏电站的地理环境、气候特点、电站规模利用电站采集的数据信息预测发电量等信息，电站可自动健康体检，给出基于收益最大化的维护建议，如清洗建议、部件更换和维护建议等，实现预防性维护；积累长期运营数据，综合分析自然环境，辐照量等环境因素，通过对智能控制单元算法在线调整或软件升级，使电站在不同环境下系统部件运行在最佳匹配状态，实现收益的最大化。
无人机的应用是智能运维中的一个特色。无人机智能巡检可支持移动巡检，现场问题可结合设备历史数据进行诊断分析，及时发现组件热斑、隐裂、失配等问题，可实时回传视频数据到专家中心，实现信息共享、远程诊断，真正做到早预防、早发现、早解决，避免电量损失及故障发生。
以光伏终端为核心的移动运维也是一个亮点。该移动运维模式，可以与生产管理系统无缝对接，简化了传统运维模式中大量的手工报表及人工处理环节；同时前后方协同、空地协同运维，后方的专家通过视频实时远程诊断掌握现场的情况、指导一线的工作人员处理故障和问题。
5.结语：
智能光伏电站最关键的是引入了数字信息技术，通过大数据挖掘和分析、云计算、通信技术等与光伏技术的融合，使得最终实现了智能管理、智能运维、智能监控。
论文作者:郭胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/16
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