由北極星電力網(wǎng)、北極星太陽能光伏網(wǎng)聯(lián)合主辦的2025年光伏新時代論壇在江蘇南京正式召開，會上，中南電力設(shè)計院運(yùn)營管理公司高級市場開發(fā)經(jīng)理饒莉莉分享了《智慧風(fēng)光技術(shù)雙軌驅(qū)動 樹新能源運(yùn)維創(chuàng)新標(biāo)桿》。
當(dāng)前新能源行業(yè)正處于從 “規(guī)模化擴(kuò)張” 向 “高質(zhì)量運(yùn)營” 轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，但場站在實(shí)際運(yùn)維中仍面臨多重瓶頸，成為制約效益提升的核心障礙。
中南院始終堅持“核心技術(shù)自主可控”的發(fā)展道路，摒棄“引進(jìn)-模仿”的傳統(tǒng)路徑，組建由電力系統(tǒng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域?qū)＜覙?gòu)成的專項(xiàng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，成功建成了智慧運(yùn)維系統(tǒng)核心產(chǎn)品，推動了新能源運(yùn)維從依賴大量人工、效率低下的“勞動密集型”，向以技術(shù)驅(qū)動的“技術(shù)密集型”根本性轉(zhuǎn)變。
該系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)完全由中南院自主研發(fā)，能靈活適配不同品牌設(shè)備，目前已兼容主流廠商；系統(tǒng)功能涵蓋實(shí)時監(jiān)測、智能診斷、無人巡檢、運(yùn)維排程、安全防控、數(shù)據(jù)報表等核心模塊，實(shí)現(xiàn)了提前感知和主動運(yùn)維，并能精準(zhǔn)適配漁光互補(bǔ)、山區(qū)風(fēng)電和山區(qū)光伏等復(fù)合場景，針對不同應(yīng)用場景，深度定制開發(fā)了無人機(jī)自主避障巡檢算法、組串-逆變器接線映射模型等，切實(shí)解決各類運(yùn)維痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)電效率提升、運(yùn)維成本降低和安全風(fēng)險防控，
該智慧運(yùn)維平臺，采用層次清晰，協(xié)同高效的四層架構(gòu)，分為基礎(chǔ)架構(gòu)層、業(yè)務(wù)邏輯層、應(yīng)用服務(wù)層和展現(xiàn)層，安全機(jī)制體系貫穿各個層次。這四層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了從硬件支撐、數(shù)據(jù)整合、應(yīng)服務(wù)到交互展示的全流程覆蓋。
該智慧運(yùn)維平臺，從管理升級角度，有三點(diǎn)優(yōu)勢：
優(yōu)勢一，數(shù)據(jù)驅(qū)動的閉環(huán)管理。過去運(yùn)維靠粗放型的“經(jīng)驗(yàn)”，現(xiàn)在靠“數(shù)據(jù)”，數(shù)據(jù)中臺每天自動整合運(yùn)行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)，生成詳細(xì)報表，并能自動運(yùn)維排程，運(yùn)維決策效率大大提升。
優(yōu)勢二，設(shè)備全生命周期管理。從設(shè)備進(jìn)場編碼建檔開始，到運(yùn)行中實(shí)時監(jiān)測健康度，再到生成預(yù)測性維護(hù)計劃、執(zhí)行檢修工單，最后到報廢評估，形成了完整的管理鏈條。這套體系能讓設(shè)備降低故障率，減少維修成本，還能延長設(shè)備使用壽命。
優(yōu)勢三，人員與安全精細(xì)化管控。安全永遠(yuǎn)是第一位，公司開發(fā)了人員定位系統(tǒng)，巡檢人員帶的終端，能實(shí)時上傳位置，如果靠近危險區(qū)域，系統(tǒng)會自動提醒；還搭建了專屬培訓(xùn)考試系統(tǒng)，新、老員工均能適用；此外，還設(shè)計了隱患分級整改流程，發(fā)現(xiàn)隱患后系統(tǒng)自動分派任務(wù)、跟蹤整改進(jìn)度、及時提醒，隱患整改率達(dá)到百分之百。
應(yīng)用智慧光伏系統(tǒng)后，光伏電站主要進(jìn)行三大類改造，效益型改造做增容、設(shè)備智能升級、監(jiān)測清潔灰塵提效；生產(chǎn)型改造，升級監(jiān)測系統(tǒng)、光功率預(yù)測，讓電站更加電網(wǎng)友好，使用無人機(jī)、機(jī)器人巡檢，一體化平臺集中智能運(yùn)維；安全性改造，智能安防、防火和氣象災(zāi)害預(yù)警保安全。通過這些改造功能的協(xié)同作用，智慧光伏系統(tǒng)全方位推動光伏電站從“粗放管理”向“精細(xì)運(yùn)營”轉(zhuǎn)變，為光伏電站高效、安全、持續(xù)運(yùn)營提供有力支撐。
應(yīng)用智慧風(fēng)電系統(tǒng)后，主要是依靠“多維度智能診斷”，實(shí)現(xiàn)安全主動防控。基于自研的故障識別算法，用物聯(lián)網(wǎng)傳感器，采集設(shè)備聲紋、溫度、位移等數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)定位齒輪箱、軸承隱患，結(jié)合運(yùn)行數(shù)據(jù)診斷預(yù)警。像 SCADA系統(tǒng)及螺栓、視頻、塔筒監(jiān)測等多維度數(shù)據(jù)，經(jīng)服務(wù)器處理后在監(jiān)控中心預(yù)警，能提前發(fā)現(xiàn)故障并處理，改變了以往設(shè)備出故障后才維修的被動局面，實(shí)現(xiàn)從“被動維修”到“預(yù)測維護(hù)”的跨越。
應(yīng)用該系統(tǒng)后，從生產(chǎn)優(yōu)勢角度來看，最直接的成效體現(xiàn)就是“降本、提效、保安全”。
首先是發(fā)電效率的提升。光伏電站通過“按需清洗”和“組串故障快排”雙管齊下，按需清洗避免了積灰損耗，組串快排能快速定位故障，不讓一串壞組件影響整片方陣；對配套的儲能和升壓設(shè)備，熱成像儀24小時監(jiān)測溫度，提前預(yù)警過載、短路隱患，保證設(shè)備始終在最佳狀態(tài)運(yùn)行，減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的發(fā)電損失。
還有運(yùn)維成本控制。人工成本上，無人化巡檢覆蓋了85%以上的場景，可以減少巡檢人員數(shù)量，年節(jié)省人工成本巨大；備件成本上，預(yù)測性維護(hù)讓我們能“按需備貨”，不用再大量囤積備件，能提升庫存周轉(zhuǎn)率，減少資金占用；智能清洗聯(lián)動讓每一次清洗都“恰到好處”，年清洗耗水量大大下降，水資源成本也節(jié)約了。
最后是安全風(fēng)險防控，我們構(gòu)建了“實(shí)時監(jiān)測-智能預(yù)警-快速處置”的防控鏈。AI視覺識別系統(tǒng)實(shí)時盯著場站，沒戴安全帽、車輛違停、設(shè)備過熱這些隱患，一旦出現(xiàn)就會立即預(yù)警，；遇到暴雨、強(qiáng)風(fēng)等極端天氣，系統(tǒng)會自動觸發(fā)保護(hù)措施，比如讓逆變器降低輸出功率，避免設(shè)備受損。
在智慧風(fēng)電系統(tǒng)具體案例中，“無人機(jī)+機(jī)器人”組合能動態(tài)規(guī)劃飛行路徑，借助AI技術(shù)識別導(dǎo)線散股、塔架腐蝕、樹障等缺陷，大大減少了人工巡檢的工作量與時間成本，還能在肉眼無法識別的故障早期階段提前發(fā)現(xiàn)問題，大大提高了精準(zhǔn)度；熱成像監(jiān)測功能十分關(guān)鍵，它能24小時監(jiān)控儲能電池、主變等發(fā)熱部位，實(shí)時預(yù)警溫度異常情況，讓我們能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備過熱隱患，提前采取措施，避免因溫度過高引發(fā)故障；還有移動端補(bǔ)位，通過APP派發(fā)巡檢任務(wù)，支持拍照、語音記錄，數(shù)據(jù)能自動同步至風(fēng)電智慧運(yùn)維平臺，方便運(yùn)維人員隨時記錄、反饋巡檢情況，實(shí)現(xiàn)了巡檢工作的便捷化與數(shù)據(jù)管理的高效化。實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維的高效自動化與精準(zhǔn)化。
在山地光伏案例中，我們通過多系統(tǒng)協(xié)同決策的一體化運(yùn)維、場內(nèi)外設(shè)備集成聯(lián)動的智能化巡檢、全量感知設(shè)備狀態(tài)，精準(zhǔn)預(yù)警故障的全量化監(jiān)測、借助 AI 識別關(guān)鍵路口和火情，精準(zhǔn)定位風(fēng)險點(diǎn)的全景自動化防護(hù)、基于數(shù)據(jù)模型和智能算法的精準(zhǔn)化預(yù)測，實(shí)現(xiàn)了山地光伏從“地形制約”到“地形適配”的運(yùn)維升級。
中南院已實(shí)施的標(biāo)桿項(xiàng)目案例，不僅實(shí)現(xiàn)了巡檢精準(zhǔn)度和效率升級、故障處理時間大幅縮短、發(fā)電量增加、運(yùn)營成本降低、安全性能提升等可量化的成果，處于行業(yè)領(lǐng)先水平，還獲得了一系列EI會議核心論文、實(shí)用新型專利、軟件著作權(quán)等技術(shù)成果，成為行業(yè)可復(fù)制的范本。
未來中南院還會繼續(xù)在技術(shù)上深耕，把AI大模型融入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“自然語言交互查數(shù)據(jù)”，研發(fā)光儲協(xié)同控制算法，還要推廣到海上光伏、農(nóng)光互補(bǔ)等更多應(yīng)用場景，共同推動光伏產(chǎn)業(yè)在“變中求進(jìn)”，真正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
