前言
光伏即光生伏特,是通过半导体材料实现的光电转化。以太阳能电池板为核心的光伏设施将太阳能直接转化为电能,释放光能这一清洁能源的应用价值。在“双碳”战略提出后,光伏行业因其突出的低碳环保属性迎来了发展的黄金时期。
建设背景
市场背景
在全球光伏产业蓬勃发展背景下,我国光伏制造以及光伏发电规模均位于世界首位。据统计,2022年我国太阳能光伏发电量达到了96.6 GW,占全球总量(231 GW)的42%,光伏发电装机容量累计达到462 GW,占全球总量(1233 GW)的37.5%。由于集中式光伏电站投资大、建设周期长、占地面积大。出于土地成本考虑,电站通常地处偏远地区,给运维管理带来了诸多不便。但随着互联网、云计算、大数据、人工智能等现代信息技术与光伏产业的深度融合,光伏电站将朝着数字化、智能化、信息化的方向高速发展,智慧光伏电站将成为主流。
政策背景
2021.05.《关于推动城乡建设绿色发展的意见》,意见指出“加快提升光伏产业智能制造水平,推动互联网、大数据、人工智能等与光伏产业深度融合,鼓励特色行业智能光伏应用,促进我国光伏产业迈向全球价值链中高端。”
2021.12.《“十四五”工业绿色发展规划》,规划指出“推动智能光伏创新升级和行业特色应用。开展智能光伏等新型污染物治理技术装备基础研究。”
2021.12.《智能光伏产业创新发展行动计划(2021-2025年)》,计划指出“到2025年,光伏行业智能化水平显著提升,产业技术创新取得突破。智能光伏产业生态体系建设基本完成,与新一代信息技术融合水平逐步深化。”
建设目标
本设计遵循结构化、标准化、模块化、集成化,达到光伏电站运维平台各子系统之间的数据共享、互通互动。建成一套统一管理、分级控制的智慧光伏电站综合管理平台,形成功能完善、反应快速的数字化运维体系, 实现光伏电站安全及管理工作的现代化、智能化。
系统概述
“智慧光伏”采用典型的物联网架构,由感知层、网络层、应用层三部分构成,基于智能通讯技术,依托云计算、大数据、数字孪生等技术,提供实时的信息监控、诊断分析和故障报警功能、运维管理、区域调度中心,实现安全、低碳、高效的智慧光伏管理。
需求分析
三维模型场景
针对光伏电站所覆盖范围,对期进行三维模型建设,还原电站三维空间环境。三维建模一般通过人工建模方式实现,人工建模以CAD图纸、现场测量、现状照片为基础,建立数字表面模型,通过实际照片映射描述真实纹理信息,实现电站的三维模型建设。
全局信息概览
展示运维中心及光伏场站总体生产经营信息,包括环境参数、发电量统计及计划、今日报警/未读报警、接入逆变器数量/逆变器总容量等信息进行监控展示。
智能设备管理
通过图形化组态的方式,实现电站的图形化管理,方便用户通过电气组态图、设备组态图实时监测光伏组件、逆变器和其他关键设备的运行状态,包括电压、电流、温度等参数。通过监控设备的运行状态,系统可以及时发现并处理设备故障,确保光伏电站的正常运行。
安全巡检管理
支持第三人称视角巡检,全方位无死角查看三维场景,对场景内巡检线路上的监控设备进行轮询查看。同时可以实时查看设备运行状态以及实时数据,工器具检查、梳理巡视设备缺陷记录和安全隐患记录等,通过交互事件,弹出相应信息方便运维人员进行巡查。
电子围栏管理
针对光伏电站围栏区域,一旦有非法入侵时,智能跟踪球机立即自动跟踪现场目标,并在现场和监控中心发出声光报警,以及采用视频拼接技术实现周围围墙区域的大范围监控,避免查看多个画面而导致遗漏现象的发生。
视频监控管理
在三维场景中设置视频监控点位,以摄像头图标展示其位置。出现报警信息的监控点位会有声光报警效果,支持管理者及时点击查看实时监控影像以及抓拍记录。
智慧运维管理
依托物联网传感器,实时监控光伏厂区组件、箱逆变、线路、升压站等设备的运行情况,为运营中心人员、现场维检人员提供精准的预警、告警信息。检修人员通过智能穿戴设备与监督人员进行实时交互,对W/H点进行确认。实现光伏厂区智慧维检、安全管控,提高运维智能化水平。
智能预警管理
建立预警触发机制,对光伏电站设备、环境进行实时监控,在识别到后台状态数据时,将状态以差异化的形式呈现在设备模型上,如:设备状态为异常时,系统将持续发出声光报警,并弹出异常警报。并联动视频监控将镜头聚焦,展示报警设备详情及位置,方便运维人员即时做出决策处理。
开发平台
数维图(SovitJs)应用自主研发的 Sovit2D、Sovit3D 产品,无缝融合 2D、3D 技术,搭建了一套3D 可视化智慧光伏电站运维系统。通过数维图可视化开发平台实现可交互式的 Web 二三维场景,基于多维感知、场景物联、物信融合的技术理念,不断丰富与完善光伏电站全面感知,实现设备设施智能巡检、环境风险监测预警,助力集控中心生产调度,辅助决策和全局掌控。
建设价值
在新一代数字技术的支撑和引领下,智慧光伏电站运用最新的5G、物联网、大数据、云计算、数字孪生等技术,与数字平台深度融合,对光伏发电各要素进行智慧升级、改造和重构。以数据为关键要素,以价值释放为核心,以数据赋能为主线,打造全新的智慧光伏生产管理体系。
系统交付
数字孪生智慧光伏电站三维可视化运维管理系统基于B/S架构的Sovit3D三维可视化平台开发设计,采用HTML5+JavaScript技术作为前端基础,产品开发的二次代码及项目源文件全部提供客户,按需要可部署在云端,也可本地化部署。
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