由北極星電力網、北極星太陽能光伏網聯合主辦的2025年光伏新時代論壇在江蘇南京正式召開,會上,中南電力設計院運營管理公司高級市場開發經理饒莉莉分享了《智慧風光技術雙軌驅動 樹新能源運維創新標桿》。
當前新能源行業正處于從 “規?;瘮U張” 向 “高質量運營” 轉型的關鍵階段,但場站在實際運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“核心技術自主可控”的發展道路,摒棄“引進-模仿”的傳統路徑,組建由電力系統、人工智能、物聯網、大數據領域專家構成的專項研發團隊,成功建成了智慧運維系統核心產品,推動了新能源運維從依賴大量人工、效率低下的“勞動密集型”,向以技術驅動的“技術密集型”根本性轉變。
該系統技術架構完全由中南院自主研發,能靈活適配不同品牌設備,目前已兼容主流廠商;系統功能涵蓋實時監測、智能診斷、無人巡檢、運維排程、安全防控、數據報表等核心模塊,實現了提前感知和主動運維,并能精準適配漁光互補、山區風電和山區光伏等復合場景,針對不同應用場景,深度定制開發了無人機自主避障巡檢算法、組串-逆變器接線映射模型等,切實解決各類運維痛點,實現了發電效率提升、運維成本降低和安全風險防控,
該智慧運維平臺,采用層次清晰,協同高效的四層架構,分為基礎架構層、業務邏輯層、應用服務層和展現層,安全機制體系貫穿各個層次。這四層架構實現了從硬件支撐、數據整合、應服務到交互展示的全流程覆蓋。
該智慧運維平臺,從管理升級角度,有三點優勢:
優勢一,數據驅動的閉環管理。過去運維靠粗放型的“經驗”,現在靠“數據”,數據中臺每天自動整合運行數據、故障數據、環境數據,生成詳細報表,并能自動運維排程,運維決策效率大大提升。
優勢二,設備全生命周期管理。從設備進場編碼建檔開始,到運行中實時監測健康度,再到生成預測性維護計劃、執行檢修工單,最后到報廢評估,形成了完整的管理鏈條。這套體系能讓設備降低故障率,減少維修成本,還能延長設備使用壽命。
優勢三,人員與安全精細化管控。安全永遠是第一位,公司開發了人員定位系統,巡檢人員帶的終端,能實時上傳位置,如果靠近危險區域,系統會自動提醒;還搭建了專屬培訓考試系統,新、老員工均能適用;此外,還設計了隱患分級整改流程,發現隱患后系統自動分派任務、跟蹤整改進度、及時提醒,隱患整改率達到百分之百。
應用智慧光伏系統后,光伏電站主要進行三大類改造,效益型改造做增容、設備智能升級、監測清潔灰塵提效;生產型改造,升級監測系統、光功率預測,讓電站更加電網友好,使用無人機、機器人巡檢,一體化平臺集中智能運維;安全性改造,智能安防、防火和氣象災害預警保安全。通過這些改造功能的協同作用,智慧光伏系統全方位推動光伏電站從“粗放管理”向“精細運營”轉變,為光伏電站高效、安全、持續運營提供有力支撐。
應用智慧風電系統后,主要是依靠“多維度智能診斷”,實現安全主動防控?;谧匝械墓收献R別算法,用物聯網傳感器,采集設備聲紋、溫度、位移等數據,精準定位齒輪箱、軸承隱患,結合運行數據診斷預警。像 SCADA系統及螺栓、視頻、塔筒監測等多維度數據,經服務器處理后在監控中心預警,能提前發現故障并處理,改變了以往設備出故障后才維修的被動局面,實現從“被動維修”到“預測維護”的跨越。
應用該系統后,從生產優勢角度來看,最直接的成效體現就是“降本、提效、保安全”。
首先是發電效率的提升。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備,熱成像儀24小時監測溫度,提前預警過載、短路隱患,保證設備始終在最佳狀態運行,減少因設備故障導致的發電損失。
還有運維成本控制。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量,年節省人工成本巨大;備件成本上,預測性維護讓我們能“按需備貨”,不用再大量囤積備件,能提升庫存周轉率,減少資金占用;智能清洗聯動讓每一次清洗都“恰到好處”,年清洗耗水量大大下降,水資源成本也節約了。
最后是安全風險防控,我們構建了“實時監測-智能預警-快速處置”的防控鏈。AI視覺識別系統實時盯著場站,沒戴安全帽、車輛違停、設備過熱這些隱患,一旦出現就會立即預警,;遇到暴雨、強風等極端天氣,系統會自動觸發保護措施,比如讓逆變器降低輸出功率,避免設備受損。
在智慧風電系統具體案例中,“無人機+機器人”組合能動態規劃飛行路徑,借助AI技術識別導線散股、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現問題,大大提高了精準度;熱成像監測功能十分關鍵,它能24小時監控儲能電池、主變等發熱部位,實時預警溫度異常情況,讓我們能及時發現設備過熱隱患,提前采取措施,避免因溫度過高引發故障;還有移動端補位,通過APP派發巡檢任務,支持拍照、語音記錄,數據能自動同步至風電智慧運維平臺,方便運維人員隨時記錄、反饋巡檢情況,實現了巡檢工作的便捷化與數據管理的高效化。實現了運維的高效自動化與精準化。
在山地光伏案例中,我們通過多系統協同決策的一體化運維、場內外設備集成聯動的智能化巡檢、全量感知設備狀態,精準預警故障的全量化監測、借助 AI 識別關鍵路口和火情,精準定位風險點的全景自動化防護、基于數據模型和智能算法的精準化預測,實現了山地光伏從“地形制約”到“地形適配”的運維升級。
中南院已實施的標桿項目案例,不僅實現了巡檢精準度和效率升級、故障處理時間大幅縮短、發電量增加、運營成本降低、安全性能提升等可量化的成果,處于行業領先水平,還獲得了一系列EI會議核心論文、實用新型專利、軟件著作權等技術成果,成為行業可復制的范本。
未來中南院還會繼續在技術上深耕,把AI大模型融入系統,實現“自然語言交互查數據”,研發光儲協同控制算法,還要推廣到海上光伏、農光互補等更多應用場景,共同推動光伏產業在“變中求進”,真正實現高質量發展。