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雅礱江柯拉一期光伏電站的數(shù)字化躍遷!

飛象網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2024-08-26 10:34:40  作者:計(jì)育青

  減碳、低碳是中國(guó)發(fā)展的必由之路,這不僅是為了緩解全球氣候問(wèn)題,也是中國(guó)破解能源供給難題的必然選擇。按照規(guī)劃,到2030年,中國(guó)以風(fēng)電光伏為主的新能源裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到12億千瓦。四川省山川環(huán)繞、河道縱橫,水力發(fā)電資源豐富,擁有發(fā)展綠色能源產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)。在川西大山里,僅雅礱江干流的水電可開發(fā)容量就有約3000萬(wàn)千瓦,兩岸風(fēng)能、太陽(yáng)能可開發(fā)容量超過(guò)6000萬(wàn)千瓦,抽水蓄能容量超1000萬(wàn)千瓦,總體可開發(fā)清潔能源總規(guī)模超過(guò)1億千瓦。國(guó)家已經(jīng)將雅礱江流域規(guī)劃為特大型水風(fēng)光一體化示范基地,目前建成投產(chǎn)了柯拉一期光伏電站,這也是全球已建成投產(chǎn)的海拔最高、規(guī)模最大的數(shù)字化水光互補(bǔ)電站,并正在探索全生命周期數(shù)字化。

  全生命周期數(shù)字化的綠能電站有什么特別之處?最近飛象網(wǎng)記者跟隨“綠色能源,數(shù)智川蜀”媒體探訪活動(dòng)來(lái)到了川西高山大河之間,實(shí)地探訪了柯拉一期光伏電站的建設(shè)情況。

  科學(xué)規(guī)劃,山水間打造科技創(chuàng)新高地

  雅礱江柯拉一期光伏電站是雅礱江兩河口水電站水光互補(bǔ)一期項(xiàng)目,總面積約16平方公里,裝機(jī)規(guī)模100萬(wàn)千瓦。由于電站位于川西偏遠(yuǎn)的高原上,海拔最高超過(guò)4600米,海拔高、地形復(fù)雜,因此規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維等方面都面臨著巨大挑戰(zhàn)。與此同時(shí),當(dāng)?shù)貧庀髼l件變化快,光功率預(yù)測(cè)不準(zhǔn),實(shí)際產(chǎn)能功率波動(dòng)大,對(duì)技術(shù)設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)管理帶來(lái)了諸多困難。

  電站技術(shù)人員告訴記者,2023年6月電站并網(wǎng)投產(chǎn),共使用了212萬(wàn)塊光伏組件、5000多臺(tái)逆變器、300多臺(tái)箱式變電站,部署樁基53萬(wàn)根,場(chǎng)地面積約16平方公里。設(shè)備多、面積大,全靠人工管理不現(xiàn)實(shí),必須要引進(jìn)創(chuàng)新的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)全周期智能化管理。為此雅礱江公司與華為、中國(guó)電科院等設(shè)立了聯(lián)合創(chuàng)新中心,共同破解技術(shù)難題。

  經(jīng)過(guò)周密研究,華為向雅礱江公司提供了“規(guī)-建-維-營(yíng)全生命周期數(shù)字化”解決方案。該方案以智能算法為核心,構(gòu)建了百萬(wàn)設(shè)備接入、全面診斷分析和數(shù)據(jù)處理三大能力,使之成為電站項(xiàng)目“全生命周期數(shù)字化”的堅(jiān)實(shí)底座,并在此基礎(chǔ)上打造了實(shí)景建模、施工進(jìn)度管理、工程質(zhì)量管理、工地安全管理、設(shè)備運(yùn)維管理、電站運(yùn)行保障、電站智能控制、多能協(xié)同、輔助決策、場(chǎng)站運(yùn)營(yíng)管理等多個(gè)方面的數(shù)字化、智能化應(yīng)用。

  設(shè)計(jì)與建設(shè)數(shù)字化,精準(zhǔn)、高效、可預(yù)測(cè)

  雅礱江柯拉一期光伏電站從設(shè)計(jì)到建設(shè),全程采用了數(shù)字化技術(shù)。在電站設(shè)計(jì)階段,雅礱江公司與華為借助3D建模和設(shè)計(jì)軟件等工具,進(jìn)行電站的選址、建模、繪圖和模擬等,大大簡(jiǎn)化了選址流程,也提高了設(shè)計(jì)效率,避免了很多不必要的設(shè)計(jì)失誤。

  在電站建設(shè)階段,由于現(xiàn)場(chǎng)非常偏遠(yuǎn)、地形復(fù)雜,施工和現(xiàn)場(chǎng)管理難度很大,華為為施工方提供了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)管控。該系統(tǒng)利用華為的3D建模引擎及傾角識(shí)別算法,可以實(shí)時(shí)識(shí)別樁體、支架、組件等安裝數(shù)量,精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)施工進(jìn)度;判斷組件安裝角度和樁體垂直度,有效提高施工過(guò)程中的質(zhì)量管控水平。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以自動(dòng)識(shí)別危險(xiǎn)區(qū)域入侵、未戴安全帽、高空作業(yè)未系安全繩等情況,以無(wú)人機(jī)喊話來(lái)進(jìn)行督導(dǎo)、勸離。

  據(jù)記者了解,雅礱江公司還與華為合作,在建設(shè)中的117萬(wàn)千瓦扎拉山光伏電站項(xiàng)目上首次部署了智能工程管理平臺(tái)解決方案。該方案具有厘米級(jí)的實(shí)景建模引擎,可以還原電站的三維地貌,在線跟蹤施工進(jìn)度,智能識(shí)別錯(cuò)建、漏建情況,并實(shí)施監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)展情況。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)會(huì)在2025年全容量并網(wǎng)發(fā)電。

  運(yùn)維數(shù)字化,整體效率提高50%以上

  如果說(shuō)大山深處的建設(shè)難,那么建成之后年復(fù)一年的運(yùn)維更難,畢竟需要工作人員經(jīng)常性地巡視、排查故障。光伏電站運(yùn)維非常關(guān)鍵,每天都有海量的設(shè)備、器件需要查看、維護(hù)、排查,工作人員也非常辛苦。不過(guò)在雅礱江柯拉一期光伏電站項(xiàng)目中,華為提供了電站營(yíng)維數(shù)字化解決方案,該方案將巡檢、分析、診斷、定位、修復(fù)等融于一體,可以一站式完成檢運(yùn)維綜合管理任務(wù),端到端覆蓋整個(gè)運(yùn)維流程。

  據(jù)電站技術(shù)人員介紹,華為及其合作伙伴在雅礱江柯拉一期光伏電站打造了一個(gè)覆蓋端到端流程的“智能運(yùn)維駕駛艙”。這個(gè)智能艙以華為智能光伏電站管理系統(tǒng)為支撐,采集場(chǎng)站內(nèi)的發(fā)電、告警數(shù)據(jù)并進(jìn)行智能分析和診斷,對(duì)故障運(yùn)維的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析,并根據(jù)優(yōu)先級(jí)和分布自動(dòng)規(guī)劃運(yùn)維路線。隨后利用站內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng),將運(yùn)維人員快速引導(dǎo)至故障設(shè)備處進(jìn)行處理。 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)表明,站內(nèi)導(dǎo)航可縮短逆變器定位時(shí)間30%以上,大幅縮減運(yùn)維人員走動(dòng)尋找的距離,整體運(yùn)維效率提高了50%以上,提升了高海拔光伏電站運(yùn)維的少人、無(wú)人水平。

  以數(shù)字化為翼,重塑運(yùn)營(yíng)

  隨著時(shí)間的推移,建成投產(chǎn)的電站設(shè)備會(huì)逐漸老化、產(chǎn)能效率衰減,因此電站在做好運(yùn)維工作之外,還需要及時(shí)引入先進(jìn)的數(shù)字化、智能化技術(shù),提升全生命周期發(fā)電量、保障安全生產(chǎn)。為此雅礱江公司與華為合作,在2024年上半年為雅礱江柯拉一期光伏電站項(xiàng)目部署了PR深度分析系統(tǒng)。

  技術(shù)人員告訴記者,PR深度分析系統(tǒng)可以呈現(xiàn)整站及單個(gè)子陣的發(fā)電效率,并通過(guò)分析各部件發(fā)電數(shù)據(jù),給出組件損耗、低效設(shè)備損失、設(shè)備故障損失、積灰/冰雪損失等十幾類發(fā)電損失,直觀地顯示在PR看板上。這樣可以輔助運(yùn)維人員制定運(yùn)維計(jì)劃,改善柯拉電站的發(fā)電效率,還可以與其他電站進(jìn)行對(duì)比,幫助客戶獲得建站和設(shè)備選型經(jīng)驗(yàn)。

  記者了解到,柯拉一期光伏電站屬于“水光互補(bǔ)”電站,光伏發(fā)電通過(guò)500千伏輸電線路接入兩河口水電站,與水電站捆綁輸出穩(wěn)定電力。通常夏季豐水期水力資源充足而光照不足,冬季枯水期水力資源欠缺而光照充足,因此“水光互補(bǔ)”極具潛力。不過(guò)在光伏發(fā)電最令人頭痛的是發(fā)電功率難以控制,需要設(shè)法精準(zhǔn)預(yù)測(cè)光功率。為解決這個(gè)問(wèn)題,華為創(chuàng)新地將氣象大模型應(yīng)用在了光伏領(lǐng)域,將數(shù)據(jù)治理和模型自更新技術(shù)與AI算法結(jié)合,開發(fā)出了高精度的輻照轉(zhuǎn)功率技術(shù),短期光功率預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度平均值達(dá)到90%以上。

  通過(guò)引入全生命周期的數(shù)字化技術(shù),雅礱江流域正在迅速崛起一個(gè)全球領(lǐng)先的綠電生產(chǎn)基地,這是中國(guó)新一代數(shù)字化、智能化能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大成就,也為世界各國(guó)落實(shí)“雙碳”承諾提供了切實(shí)可行的前進(jìn)方向。(飛象網(wǎng) 計(jì)育青/文)


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