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光伏电站智能化运维技术的应用

摘要：随着我国整体经济建设的快速发展，各行业的不断进步，使得我国对

于能源的需求与日俱增。现如今我国的光伏电站运营管理水平和规模不断扩大的

实际需求出现不匹配性，要提高光伏电站的发电率，保障光伏电站的实际运行效

果，就需要对其引起重视，结合实际情况来探讨光伏电站智能化运维技术方式，

使光伏电站实现稳定运行.

关键词：光伏电站；智能化运维技术；应用

引言

高新技术的快速发展给予了我国各行业更大的发展空间和发展机遇，为我国

基础建设的不断完善贡献力量。光伏产业是我国少有的形成国际竞争优势、实现

全产业链自主可控的战略性新兴产业，也是推动我国能源变革的重要引擎。

1选择光伏组件与运行方式

光伏电站可结合实际情况选择不同的运行方式组合及光伏组件类型，现阶段

较为常用的光伏组件有多晶硅、单晶硅、碲化镉、非晶硅等，而运行方式组合有

双轴跟踪、单轴跟踪、季节调角与固定倾角等。考虑到光伏电站发电运行情况取

决于组件固有发电特征、区域光伏资源属性、运行方式，为实现稳定发电，需对

上述因素进行有效控制。此外，运行方式、光伏组件等同样可影响光伏电站的建

设成本及日常运维成本。对于光伏电站而言，需合理选择光伏组件及运行方式组

合，并结合现有条件确定容量优化配置方案。光伏电站应根据自身实际情况选择

适宜的组件类型及运行方案组合，此时需优先选择同类型组合，如固定式最佳倾

角等。同类型光伏组件的初始投资相同，仅跟踪范围与安装倾角存在差异，此时

应以土地价格、占地面积、实测发电量数据为依据，计算同类型光伏组合的土地

成本、发电收益差值，而差值最大组合则为该类型光伏组合的最优选择。

2光伏电站智能化运维技术的应用

2.1基于物联网技术的光伏电站环境监测

鉴于我国光伏电站尤其是大型光伏电站多建立于偏远地区，处于值守人员严

重缺乏甚至无人值守的状态。电站运营和管理人员很难得到持续和完整的环境数

据来对光伏电站的整体运行进行调度与评估，会对光伏电站的效率产生一定影响。

光伏发电的光电转化率一直以来都是光伏发电的核心技术问题，而光伏组件的转

化效率会受到温度、湿度和光照强度等环境参数的影响，无法准确获取全面的环

境监测数据，更是严重影响了科研人员对于转化效率的研究工作，制约了光伏技

术的发展。基于物联网技术的光伏电站环境监测系统的出现改变了上述局面，它

是一种利用Zig-Bee技术与物联网技术相结合的光伏电站环境数据实时监测系统，

可以多点采集光伏电站的温度、湿度、光照强度等数据，并进行远程实时监测。

系统可以通过传感节点采集光伏电站现场的温度、湿度、光照强度和气压信息，

将采集到的数据经过信号电路处理后，再通过Zig-Bee模块将数据转发给路由节

点;路由节点的主要作用是转发数据，进而实现远距离通信。系统中传感节点和

路由节点的数量可根据电站运行和环境的需求灵活配置。网关节点主要负责网络

的建立和管理，负责把接收到的数据利用串口通信方式发送到数据监测平台。监

测平台操作人员在监控室利用计算机或通过移动端远程登录数据监测平台就可直

接监测电站现场环境。

2.2光伏电站中智能材料的应用

智能材料在我国光伏电站的建设过程中，本身就是基础的环节，这些智能材

料可以在光伏玻璃的表面产生良好的保护效果，让玻璃的透光性得到进一步提高，

形成一张透明的保护膜，为系统的运行提供保障，这种玻璃拥有自动清理的功能，

节约了在系统发展过程中产生的经济成本，也提高了光伏电站的运行效率，使整

个电站得以稳定运行。

2.3光伏发电站智能运维管理体系结构

1.智能设备层。智能设备层与光伏发电站生产运维的各要素紧密结合，是实

现物理世界与虚拟世界高度融合、合作的关键，是数字孪生技术在发电站管理中

应用的关键。进行智能设备层构建时，采用先进的测量技术，使发电站所有设备

的状态数据、工艺参数、环境等各种数据信息转变为数字信息，并通过自我判断

进行处理与传输。在其他控制决策层的指示下，准确分析与传递相关发电站生产

和运维管理中的信息，实现最小干预的闭环式控制管理。2.智能控制层。智能控

制层可对发电站各环节、各工艺过程进行智能化控制，通过建立相关物理实体行

为与规则模型，利用DCS模块的高级算法程序构建自适应控制、诊断预测控制、

模糊控制、神经网络控制等具体程序。结合智能设备层采集的信息数据、智能监

督层的指示，制定发电站安全运行及满足环境、技术、经济指标要求的日常运维

管理指南，在确保发电站生产满足实际要求的基础