光伏电站有了“智能管家”（图）

  中原油田搭建智能光伏管理平台，通过实时监测、远程控制及智能运维等措施，让121座分布式光伏电站实现智能管控
  [中国石化报 2024-09-12]
  □本报记者杨静丽通讯员郭宏雷
  9月1日，在中原油田热力分公司新能源数据中心，工作人员秦素芳通过智能光伏管理平台密切关注着油田区域分布式光伏电站的发电和电网运行情况。电脑屏幕上，各种数据、图表显示着不同区域光伏电站的装机容量、设备运行及发电实时情况。当天，光伏发电总量为21.3万千瓦时。
  中原油田有分布式光伏电站121座，总装机容量70兆瓦，发电能力8000万千瓦时/年。“分布式光伏电站点多面广，具有间歇性、波动性发电特征，依靠人工管理难度大。”谈及搭建智能光伏管理平台的初衷，热力分公司新能源运营中心主任、新能源数据中心负责人陈华刚说。通过智能光伏管理平台，中原油田实现了对121座光伏电站的实时监测和控制，在保障电网运行平稳的同时，进一步提高了光伏发电效率及智能化管控水平。
  实时监测，运行更稳定
  “叮！叮！”8月20日9时，智能光伏管理平台显示屏弹出报警信息。秦素芳迅速锁定报警区域：文留采油厂培训基地西区的一座逆变器出现“故障停机”。她迅速通知附近的运维人员前去查看。经检查是逆变器短路触发自动保护系统，运维人员简单处理后，报警解除，设备恢复正常运行。
  热力分公司负责中原油田分布式光伏电站的日常运行及维护，于2021年搭建智能光伏管理平台。近年来，随着油田光伏“版图”持续扩张，纳入平台监测的光伏电站由最初的5座扩展到121座。通过新能源数据中心智能光伏管理平台，一座座分布于百里油区的光伏电站实现了线上集中管理，构建了线上监测＋线下维护的模式。
  光伏电站设备多，一旦出现故障，快速准确地定位并解决问题是运维管理的关键。秦素芳说：“原先通过维保人员到现场排查的方式耗时耗力，且难以确保准确性。”
  智能光伏管理平台最重要的一项功能是对光伏电站的设备、环境进行实时监控，当识别到后台数据有异常时，平台会发出声光报警，并弹出异常警报。除了故障报警，平台还具有预警功能。
  “‘报警运行’是指设备还在运行，但个别参数有异常，如果处理不及时，‘小病’就会拖成‘大病’。”工作人员马莉平解释说，“依靠预警信息，我们可以防患于未然，减少非计划停机。”
  此外，通过平台大数据的计算和评估，中原油田优化运维工作安排，变传统的被动巡检、消缺为有针对性、计划性的主动检修，从而提高了运维工作效率。
  今年上半年，通过平台监测，中原油田热力分公司处理各类报警信息27条，分布式光伏电站故障率有效降低，保障了光伏电站平稳运行。
  远程调控，实现秒级响应
  8月5日，因电网线路抢修，需要关停天然气濮城增压站大门东侧的4台逆变器。接到上级传来的关停指令，在数据中心值班的马莉平迅速锁定相应区域，再找到相应型号的逆变器，轻触鼠标实现对4台逆变器的远程关停操作，前后用时不足30秒。
  为了提升智能管家的“管控能力”，年初，中原油田对智能光伏管理平台进行升级，其中远程调控模块是平台增加的新功能。“以前，接到类似的指令，维保人员需要跑到现场去关停或开启设备，耗时耗力，工作效率还低，现在有了远程调控，真是太便捷了。”马莉平感慨。
  “借光发电”让绿电照进了油区。目前，中原油田的光伏绿电通过接入油田电网进行消纳。随着绿电规模持续扩大，大量接入的绿电也给电网安全运行带来挑战。
  “与传统火电相比，新能源发电具有随机性、间歇性、波动性等特点，‘看天吃饭’难以控制，而电网运行需要维持整体安全稳定。”中原油田新能源及地热开发专家张志钢表示，要用好新能源发的电，必须“掌控”好它的规律。
  实现对分布式光伏发电的可观、可测、可控是保障电网运行的基础。“发电计划需要提前制订，仅掌握分布式光伏的实时发电情况，不能满足电力调度平衡的需要。因此，我们要提升对光伏绿电的精准预测能力。”陈华刚说。
  在同一区域，由于天气变化相近，集中式光伏发电和分布式光伏发电会产生契合度较高的发电功率规律曲线。中原油田的光伏建设虽然是分布式的，但大致上可划分为五大片区。
  “今年我们已在濮城和文卫两个片区安装了两台光伏气象监测装置，数据同步传输到数据中心。”陈华刚说，通过气象监测装置精准捕捉一定区域内影响光伏发电效率的各种关键气象因素，从而实现对同区域发电情况的精准预测，为下一步柔性控制实现按需发电提供支撑。
  智能帮手，运维更省力
  巡检是确保分布式光伏电站正常运行的关键，在中原油田，智慧化的运维工具让光伏电站的巡检效率大幅提升。
  8月30日，在巡检人员陈旺礼的操作下，一台巡检无人机腾空而起，向着濮城采油厂办公楼屋顶的光伏电站飞去，无人机传回了光伏电站的高清影像，区域内的情况及每一块光伏板的状态都清晰可见。
  中原油田分布式光伏区域点多面广，人力巡检难度极大。“我们目前每天有4个人值班，依靠人工巡检，最快也要半个月才能巡检一遍，巡检质量也没有办法保证，因为站点分散，无法做到每一块区域每一个站点都能巡检到位，用无人机巡检则高效、精准、安全。”陈旺礼说。
  在陈旺礼操控无人机巡检的同时，30公里外的卫11储气库光伏电站内，伴随丝滑的运转声，一台优雅的机器人在光伏板列阵上轻盈地滑行。蒙尘的光伏板在它的轻抚下，立刻焕发出光彩。
  由于中原地区降雨较少，光伏板表面极易积灰。这些灰尘和杂质会导致太阳辐射强度降低，增加传热热阻，并且引发局部发热和化学腐蚀，大幅降低发电效率，影响光伏组件的寿命和运行安全。有统计数据显示，光伏板表面的灰尘会导致光伏组件发电量损失5%~30％，因此，保持光伏板表面的清洁成为运维管理部门的一项重要工作。
  “随着油田光伏发电规模持续扩大，过去的人工清扫方式已无法满足现在光伏电站安全高效运行的需求。”热力分公司生产技术室工程师张笑语表示，“我们新引进的智能清洁机器人，可以全自动地为光伏板清洁，比起人工清扫效率更高、成本更低。”目前，中原油田已安装清扫装置130余台，待调试完成，将可实现远程控制清扫。
  “下一步，我们将逐步把油田余热、光热等新能源站点信息化管理纳入智能管理平台，运用数智化技术提高油田绿色能源规模化、效益化水平。”中原油田热力分公司副经理张长青表示。