2022分布式光伏集中管控与智慧运营平台技术方案0

新能源分布式光伏集中管控与智慧运营中心建设方案2021.10目录1.项目背景 12.现状分析 22.1.无法实现统一平台界面 32.2.无法生产数据自主权限 32.3.大数据智慧化应用实现困难 32.4.个性化应用性困难 32.5.生产数据安全保证性差 33.建设方案 33.1.建设范围 43.1.1.光伏电站数据采集 43.1.2.新能源大数据平台 43.1.3.集中监视与分析功能 43.1.4.智慧光伏应用功能 43.1.5.生产管理系统 43.1.6.网络与通道 43.2.主要功能 43.2.1.数据采集功能 53.2.2.新能源大数据平台 63.2.3.集中管控功能 73.2.4.智慧化应用功能 103.2.5.智能生产管理系统 203.2.6.移动APP 264.网信息络安全 275.软硬件设备 275.1软硬件配置原则 275.2软硬件配置表 28备注：具体配置可按业主要求调整，均采用最简配置。 306.项目估算 306.1项目估算详表 30新能源分布式光伏集中管控与智慧运营中心建设方案项目背景随着国家碳中和目标实现，电力能源结构方式正向非石化转变，新能源并网光伏电站迅速增加，新能源光伏电站出现爆发式蓬勃发展。截至截止2020年底，全国光伏电站装机容量2.53亿千瓦，同比增长率24.1%，占全国发电容量装机比11.52%，同时实现了弃光电量和弃光率“双降”。分布式光伏发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，倡导“就近发电，就近使用”的原则，有效解决了电力在升压及远距离传输中的损耗问题。分布式光伏在城市中应用开创了“上有电厂、下有工厂”的新型能源利用模式，分布式光伏的便利条件，使得实现土地的再次增值利用，已明确为我国光伏应用的主要方向。各企业管理的新能源光伏电站地域越来越广泛，如何实现跨区域跨地区的各类光伏电站集中精细化管理，是新能源光伏企业同时面临的困境，新能源分布式光伏电站集中管控与智慧运营中方案目标就是解决上述问题。随着新能源光伏企业推进“远程集控，就地检维”的生产运营模式，打造“无人值班、少人值守”智能光伏电站，以实现基层智慧生产、区域中心智慧管控为目标，以创新管理理念、专业化的管控体系、人性化的管理思想、一体化的管理平台为重点，紧密围绕企业安全、运行、检修、经营管、理等业务主题，依托远程集中管控中心平台，广泛采用现代物联网、云计算、大数据分析、人工智能、机器人、虚拟现实、增强现实、移动应用与光伏产业进行深度融合，实现光伏设备数据信息的智能采集、信息高速的智能传输以及海量信息的智能分析，将光伏电站朝着数字化，智能化，集中化和信息化的方向高速发展。将光伏场站建设成具有“物联化态势感知、信息化高效联动、专业化规范运行、智能化风险管控、智慧化分析决策”特征的一流可持续发展智慧发电企业。本方案以新能源光伏电站智慧运行集中管控目标为总体导向，并结合智慧光伏应用部署一体的集中运行平台。实现企业所属光伏电站集中管控和智慧化营运为目标，实现集中化管理模式，并通过基于大数据分析的智慧化功能，实现新能源（光伏）集中管控和智慧化应用的一体化中心。新能源（光伏）集中运行管控功能包含所属光伏电站全部的运行监视功能，包含光伏组串、逆变、箱变等生产数据监视、分析和报表功能。智慧光伏应用功能对光伏电站运行指标开展大数据分析，开展组串故障诊断、逆变器运行分析、故障定位、智慧光伏清洗和KPI指标分析功能。生产管理功能结合新能源光伏电站无人值班少人值守的特点，采用新型的管理模式，适应光伏电站的精细化的管理能力。新能源集中管控与智慧运营中心，采用一体化平台部署，提升光伏场站优化运行、降低成本、提升效率。智慧光伏功能重点开发基于大生产大数据的指标分析功能。通过分析太阳能指标、电量指标、能耗指标、设备运行水平指标和设备可靠性指标。实现各光伏电站运行水平评估、收益损失评估、经营指标评估、设备健康评估功能。图1：分布式光伏集中管控平台业务模式现状分析新能源光伏企业运营管理分布式两种类型，一种类型是光伏组件、逆变器，利用逆变器400V低压就近并网，无箱变开关柜等高压设备，一般未建成集中的监控平台，采用云平台实现运行监视功能。分布式光伏电站地址采用屋顶式居多，受场地影响，布置容量较小。另一种类型是分布式相对集中，现场同时布置箱变开关柜等高压设备，集中汇聚并网方式，同时已建立简易SCADA控制系统。新能源光伏企业运营管理的大量所属光伏电站，由于电站类型不同，建设周期也不一致，导则无法实现一站式生产信息监视功能。并无智慧化应用功能。分布式光伏采用云平台方式。分布式光伏电站通过光伏数据采集器，采用GPRS通信方式，上传至互联网云平台。只有通过云平台登录是方式，才能实现光伏电站设备监视功能。无法实现统一平台界面下的集中实时监视功能、数据的自主权受限、获取生产数据困难、无法实现基于大数据的智慧化应用、无法实现个性化功能、数据安全性差等问题。无法实现统一平台界面新能源光伏企业所属的分布式光伏电站，在现有的条件下都无法实现统一平台界面的监视功能。更自动无法完成各分布式光伏电站分析、评估等功能。日常运行监视操作繁琐复杂，需要再不同平台切换。无法实现统一的直接监视功能。无法实现统一集中部署。无法生产数据自主权限新能源光伏企业所属分布式光伏电站采用互联网云平台数据存储方式，获取生产数据困难，必须通过厂家云平台接口通信获取，无法实现数据的完全自主权限，实现数据的本地化储存和应用。大数据智慧化应用实现困难分布式光伏电站生产数据采用互联网云平台数据存储方式，数据非本地化，因此基于大数据智慧化的应用功能难以实现。必须从厂家互联网云平台数据获取数据，才能实现基于大数据智慧光伏的应用功能。个性化应用性困难厂家的互联网云平台的新能源光伏监视功能，具备基本的通用型功能，无法实现定制个性化开发，平台功能固定，并提供各分布式新能源光伏电站使用，功能性并不切合每个用户的实际需求，要求厂家开发个性化的应用困难。如个性化的监视功能、个性化报表、个性化的分析等业务需求。生产数据安全保证性差目前运行的的互联网云平台，所有生产数据均采用互联网存储方式，保密性和安全性差，营运的数据保密性不强。部分生产营运的价值数据易发生泄密情况。建设方案新能源集中管控与智慧运营中心采用一体化软件平台，实现全部管理的新能源光伏电站集中监功能，并建立自主的大数据平台，开展智慧应用和精细化管控功能。获取光伏电站的光伏组串、逆变器、汇流箱、箱变、升压站等生产实时数据。推进集中管控与智慧运营中心实用化、智能化、智慧化发展；实现“区域集控、无人值班、少人值守、运维一体化、检修专业化”的管理模式。提升光伏电站盈利能力，达到全部光伏电站精细化管理目标。集中管控与智慧运营中心集成集中监视、智慧化应用和生产管理三大功能，实现统一平台，采用一个软件界面方式。系统部署在网络安全三区，不具备控制功能。可通过安全分区调整和接入方式改变，实现集控远程控制功能。建设范围新能源集中管控与智慧运营中心建设范围包含全部光伏电站数据采集、区域大数据平台、集中监视平台、智慧光伏应用等软硬件范围。光伏电站数据采集分布式光伏电站数据采集两种方式.一是从光伏场站逆变器实现采集，二是通过通信软件从互联网云平台实现数据采集。新能源大数据平台在新能源集中管控与智慧运营中心，通过规范采集的生实时数据和历史数据，建立大数据平台，实现生产采集、储存、应用和转发等功能。集中监视与分析功能利用已建成的区域达数据平台，建立一体化集中监视平台，实现全部光伏电的监视、预警、分析和报表功能。智慧光伏应用功能智慧光伏应用利用生产大数据实现故障诊断、智能巡检、KPI指标分析等。生产管理系统建立符合新能源企业管理的要求的生产管理系统，实现个性化部署。网络与通道网络通道包括现场数据采集和运营中心的网络通道等。主要功能新能源集中管控与智慧运营中心主要功能，包含数据采集功能、大数据平台建设功能、集中监视分析、智慧化应用和生产管理五大功能。新能源集中管控与智慧运营中心提供远传集中控制功能，后期可通过改造网络安全接入实现。数据采集功能方案一：现场数据直采方式（1）光伏电站现场直采方式光伏生产数据采集分布式光伏场站采集是从每个光伏场站数据采集器实施，通过GPRS/4G/5G通信实现采集功能，按照逆变器的通信规约，采集逆变器生产实时数据和环境数据。光伏组件和汇流箱数据，通过分布式逆变器获取。数据采集器是用于桥接逆变器与服务器之间的数据采集设备，通过采集光伏逆变器及其周围环境设备的数据使得用户和厂家能够长期有效地监控设备发电情况与运行状态。同时，厂家也可以通过数据采集器远程维护设备。电能量数据采集光伏场站电能表电量的数据采集，采用智能电能表的方式，通过GPRS无线通信方式，采集光伏场站电量数据，并支持定时采集和在线召唤采集功能。智能设备数据采集分布式光伏电站智能清洗机器人，采用现场GPRS/4G/5G通信方式，直接获取光伏智能清洗机器人数据，掌握智能清洗机器人和清洗相关数据。其他现场智能系统均可通过GPRS/4G/5G通信方式或现场已建系统采集，如巡检无人机等。方案二：互联网云平台采集方式光伏生产数据采集通过互联网云平台采集方式，采集已建成的光伏互联网云平台数据，实现光伏组件、汇流箱、逆变器运行数据的采集。电能量数据采集光伏场站电能表电量的数据采集，采用智能电能表的方式，通过GPRS无线通信方式，采集光伏场站电量数据，并支持定时采集和在线召唤采集功能。智能设备数据采集如分布式光伏电站智能清洗机器人，采用现场GPRS/4G/5G通信方式，直接获取光伏智能清洗机器人数据，掌握智能清洗机器人和清洗相关数据。其他现场智能系统均可通过GPRS/4G/5G通信方式或现场已建系统采集，如巡检无人机等。新能源大数据平台新能源大数据平台是一套覆盖大数据采集、存储、清洗、挖掘建模、分析、联机查询等于一体的一站式平台。采用先进的大数据和机器学习技术，内置多种海量数据存储方案、数据处理方法和分析挖掘算法；支持结构化数据、半结构化数据和非结构化数据的采集、存储、分析挖掘、检索；提供统一的数据服务访问机制。平台采用图形化、流程化的方式进行大数据挖掘工作。数据价值的挖掘过程采用全可视化操作，使用者只需用鼠标把各种分析组件拖拽过来组装成一个个分析流程，然后点击“运行”即可获得隐藏在深处的大数据“价值”。有了该平台，使用者既不需要懂大数据技术细节也不需要懂编程技术，仅通过简单的拖拽和组装就能快速的构建出大数据分析挖掘模型，并对模型进行有效评估。新能源区域大数据平台是利用信息技术对智能设备、应用系统、运营环境、人员组织、管理环节等要素信息进行实时采集与汇聚。通过构建一套能够兼容、转换多种协议的技术产品体系，实现企业电力数据互联互通互操作。数据采集系统通过接口服务器与生产系统、ERP系统、人力资源管理系统、电力营销系统、财务共享、工程项目管理系统等业务系统进行通信，同时与外部单位接口，接收外部系统的数据文件，并通过数据采集系统将数据加载至数据仓库中或直接将实时业务解析后提供数据分析、应用系统使用。数据采集系统是源系统和工业大数据平台之间，减少了下游数据访问利用对源系统产生的影响，系统间具有松散的耦合关系。数据采集是大数据平台成功的关键，工业大数据平台实时或离线从源系统中接收数据，获取的源数据首先到达大数据平台的接口数据层进行预处理，然后经过加载、清洗、转换等环节到达整合数据层，形成大数据平台的核心数据。新能源大数据平台集成光伏电生产数据、电量数据、智能清洗数据等，并可集成生产系统、ERP系统、人力资源管理系统、电力营销系统、财务共享、工程项目等全部数据。新能源大数据平台包含数据分析功能、数据储存功能、数据清洗功能、数据转发功能以及数据接口服务功能。新能源集中管控与智慧运营中心所有数据均来自于本大数据平台。集中管控功能光伏电站集中监视功能集中管控与智慧营运中心操作员能对各光伏电站监控对象进行监视。主要包括升压站、箱变、逆变器、汇流箱、组串运行状态和参数、运行操作的实时监视。呈现各电站的主要信息，电站的当日的实时辐照度曲线与实时功率曲线，电站当日发电量、实时总功率、实时辐照度、当月总发电量、当年总发电量等信息。系统能够提供汇集站、全局监视电站运行状态，包含线路、母线、断路器、及其他一次设备间隔关键遥测和状态数据。光伏逆变器信息监视逆变器信息显示逆变器总汇遥信、遥测信息，及各个逆变器遥信、遥测信息，根据逆变器不同品牌、型号，显示不同的参数信息。光伏汇流箱信息监视汇流箱主要是展示每台汇流箱的实时运行数据，包括汇流箱的位置、电压、温度及各支路电流的数据，异常电流数据以红色突出标识。光伏电能量计量信息监视集控监控中心系统通过相应规约利用数据采集软件分别从各电场升压站综自系统或者远动装置电量采集器后台采取电场所有电度（关口）表实时数据，同时上传到智慧营运中心数据服务器。集中告警功能当报警事件发生时，系统能自动监测到事件并报警。报警按照严重程度和类别进行分级分类，并可以列表、光字牌、语音等方式提供给用户，重要报警提供确认操作。具备语音报警功能，对重要设备状态变化、重要报警及重要事件实现实时中文语音播报。根据项目经验给出报警功能说明、报警分级、报警分类、报警确认、报警记录、报警方式以及报警提醒方式等功能介绍。事件及告警来源监控中心各应用系统的报警信号，事件及告警信息主要包括风电机组和升压站电气设备等报警信号，事件及告警包括非操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号。后者包括一般设备变位、状态异常信息、模拟量越限／复限、计算机站控系统的各个部件、间隔层单元的状态异常等。报警来源监控中心各应用系统的报警信号，含光伏电站电气设备等报警信号。对于数据中断的场站设备报警，显示中断数据的开始时间和结束时间等信息等详情。智慧营运中心能接受各电站的越限报警信号，响应各电站确认后上送的模拟量越限、梯度越限、开关量状变和计算机监控系统自诊断故障等各种信息；发生事故时，自动推出相应告警信息，画面闪光和变色。对随时出现的故障可进行声光和语音报警。故障报警信号设置自保持功能，在计算机屏幕上显示、闪烁，待运行人员查看处理后可手动接触。报警内容显示在最前端，便于运行人员查看报警内容。多个场站的报警信息能够集成在同一个平台进行展示。系统具备清闪功能，用于确认并清除所有报警信息的闪烁和声音报警。集中分析查询功能模拟量数据和累计量数据会被记录和分析，按照用户要求处理带质量标志的典型数据和各时段相应数据的最大/最小值及发生时间、平均值等，统计峰谷平负荷和电量，并将有关数据与计划值进行比较，提供误差分析结果。长期保存用户定义的数据，对修改过的历史数据给出标志，并作记录。对历史数据可用曲线形式和表格形式表达，并可在系统任一工作站上查看。智能生产报表功能按不同管理层级生产人员工作需要，开发建设针对性的智能报表平台，数据自动采集纠错，定时自动生成报表并上报，对于需要向外部单位报送的报表，设定标准化表单后可自动将生成后的报表发至联系人邮箱；同时实现各类报表的自动化存储管理，方便调用进行数据分析。系统提供报表制作工具，若需增加新的报表模板，只需设置相应的格式和参数，无需定制开发。报表类型包括年报、月报、季报、周报、日报等。报表处理模块实现报表属性设置、报表参数设置、报表生成、报表打印、报表修改、报表浏览等功能。系统对于常见的生产统计报表、电量统计报表、风资源统计报表、发电损失统计报表、可利用率统计报表、性能和功率曲线统计报表、风机可靠性及故障指标的统计报表、风机首发故障及故障频次统计报表、以及上报电网、上报企业集团等各类格式报表均有很好的二次开发功能，并支持自由组合报表，能够根据用户需要自定义报表。智慧化应用功能针对光伏电站生产运行特点，根据新能源发电企业发展的状况和趋势，以及光伏电站运营的特点，按照新能源公司精细化管理要求，基本实现“集中监控、无人值班、少人值守”的目标要求，光伏电站智慧化应用是发展的必然趋势，夯实企业安全基础、保障安全生产稳定运行、实现精细化管理的必要手段。更是提高发电企业运行维护水平、降低人资成本、改善劳动条件、提高经济效益的有效途径。智慧光伏的解决方案，建立集中监视和智慧应用一体化平台实现、大数据中心、云平台中心和功能应用模块。平台包含全景数据和全部应用功能，利用网络化、数据化和平台化的技术方案解决光伏电站实际运营中存在的问题，并实现数据中心全生命周期的应用和业务功能扩展应用。充分利用“云计算”、“大数据”、“物联网”“移动应用”等先进技术设计系统架构及物理部署架构。保证智慧光伏项目建设的先进。一体化平台支持节点弹性扩展以便于后续规模扩张和性能升级，多节点间支持数据的冗余；体系架构采用高性能集群分布式架构的大数据处理系统，数据处理性能随节点数量的增加而线性增加，支持多节点的自动负载均衡及故障转移；系统采用先进的大数据存储技术，采集存储各业务板块的全部数据，系统支持数据重发，对于波形等数据，在网络堵塞的情况下，能够利用空闲时间进行传输，有效提高数据传输的可靠性。电子地图导航应用通过GIS数据建立真实的地形，建立三维虚拟光伏电站，仿真电站真实现场布景；提供三维场景漫游模式，关联生产实时数据，展现漫游生产实时数据；建立电子地图，标识每块光伏板编号，精准定位光伏组串、逆变器等。设备故障异常时，实现迅速定位功能；利用电子地图规划点巡检路线，监督巡检到位率，实现点巡检仿真；利用三维虚拟电站平台，开发生产过程仿真培训，技术培训和安全培训。三维虚拟电站电子地图提供人员定位、边界安全防控、火源报警、故障定位导航、无人机巡检等全方位应用功能。生产经营指标分析功能（KPI指标分析）按照光伏电站生产指标和经营指标，对光伏电站生产经营状况进行综合分析，提供指标分析工具和智能化分析处理。统计分析的指标包括资源分析、电量分析、能耗分析、设备运行水平分析、效率分析。生产指标分析功能生产指标的分析包括生产指标完成情况分析、对标分析及同类型对比分析的功能。提供基于分不同设备层级、分不同指标类型的全面对标及对标指标分析功能，采用对标方法找出差距、分析差距、形成整改措施，形成闭环管理。（1）对标标准值可以采用多年平均值或者经验的最优值；（2）可按照不同的统计期进行对标，可按照典型工况进行对标；（3）照区域、班组、设备层级、指标类型等不同维度进行对标。经营指标分析功能集合生产实时数据和历史数据，对照生产指导，收集经营数据指标，结合相应的数据模型，对光伏场站进行关键经营业务指标数据的统计分析，决策部门依据这些数据，制定合理的生产计划，减少设备的无效运行情况，并为设备检修提供数据依据。通过分析光功率预测系统，结合实际发电量、损失电量并从时间维度、场站维度分别进行对比分析。主要经营类指标如下：（1）区域同等规模运行水平评估；（2）电站收益及损失电量分析；（3）弃光电量；（4）电站能耗分析（5）关键设备损耗（6）关键设备事故缺陷率（7）运维情况评估分析（8）未来25年收益预测（9）发电方阵经济指标排序功能生产与经营指标报表统计和查询功能根据生产指标和经营指标，实现光伏电站生产和运营的数据图表、设备可靠性分析的各类查询报表，电站生产的日、周、季、年度度报表，实现报表智能化添加和删减功能。所以指标提供按日期、关键字、设备等查询功能。将管理层及区域管理层最关心的数据提供实时查询，方便管理层实时判断，并可以作为决策辅助。根据不同的管理层级，展现其关注的对应内容。提供关键指标横向与纵向的全方位分析功能。提供同类型设备生产指标排序功能。关键设备运行状况评价分析功能光伏电站的关键设备的运行状况，直接影响电站的安全稳度运行和发电效应，因此利用生产数据的所对应设备的重要指标，开展大数据分析，通过实际生产运行数据，评价光伏电站关键设备的运行状态，是开展智慧光伏电站重要课题，本软件通过生产实时数据和大量历史数据，对设备进行量化的分析，密切关注设备的运行状态，提高设备的可靠性和提升发电量，具有重要意义。光伏电站关键性设备包括光伏组件、逆变器、箱变及主变设备等。可靠性评价分析评价通过实时数据和历史的生产数据模型，开展对包括对光伏组件、逆变器、箱变及主变设备等进行等效可利用率、故障次数、故障总时间，故障重复率数据的研究实现对设备可靠性的分析评价及评级功能。本软件功能主要是基于对元件故障的可靠性模型开展可靠性评价功能。主要进行可靠性评价分析内容如下：等效可利用时间、故障次数、检修与运行时间、故障重复率、生产实时数据的离散率、同类设备可靠性排序功能能效与性能评价通过对各组光伏板组串、逆变器运行数据和状态大数据分析平台，对光伏板组串进行衰减劣化分析，逆变器转换效率分析、同时进行汇流箱、箱变等设备开始能效指标分析。能效与性能评价重点依照设备的生产实际的中的运行数据，开展长周期大数据大集群论的数据模型分析，避免短时效益对评价的影响，为电站实际过程中光伏组件真实的转换率、衰减率和可利用率提供科学的量化依据，同时为保证逆变器、箱变和主变的安全稳定运行，对其能效转换、故障率、损耗、运行周期等提供可量化数据。为电站提高电站运维水平提供依据，便于光伏电站在日常运维、检修和技改中有据寻。主要进行能效与性能评价内容如下：（1）实际有效转换率；（2）损耗电量；（3）等效可利用系数；（4）实时数据的离散率（5）强迫停运时间（6）同类设备排序故障诊断功能设备智能预警诊断系统包含实时报警、多维分析诊断、故障统计、故障处理方案、故障诊断专家系统、故障点精准定位等功能。通过采用大数据分析技术、人工智能技术、在线建模技术、专家系统等技术，针对光伏组件、汇流箱、逆变器、箱变等设备，建立工艺子系统，按多个工况条件下稳定工况模型，实时监测光伏组件的运行状态，提取有效的特征参量，建立衡量设备和系统运行状态的基准，给出故障的评判标准，将光伏设备运行数据与基准值实时在线对比，提供越限预警、故障主因诊断、劣化趋势、误操作等报警提示信息。并通过对生产数据的变化速率、偏差、劣化、关联等计算，获取早期故障征兆，形成设备和系统运行异常的预警机制，实时推送给生产运行及管理人员，提供生产预警及事故预报，科学控制与维护机组，实现安全、可靠运行。基于企业设备实时/历史运行数据，分析设备参数间的关联关系，实现设备运行状态的在线监测、诊断分析并进行快速定位，在设备运行周期中实时掌控其状态，做到合理的检修安排。基于离散率的故障诊断模型离散率模型主要是通过设备关键运行数据的离散率来诊断设备的一致性。以汇流箱或逆变器的组串电流为例，离散率反映了该汇流箱或逆变器所有电池组串的整体发电状况，离散率数值越小，说明各电池组串电流曲线越集中，发电情况越稳定。基于偏差率的故障诊断模型基于偏差率的故障诊断模型主要用于分析光伏电站系统中的设备在一段时间内的运行参数，快速诊断该设备中各单元在该时间段内的运行性能，自动定位设备中各单元的故障，从而能够保证设备稳健、性能最优运行，最终提高电站发电量。性能指标偏差可用于表示个体设备单元相对于总体设备单元的差值。通常来说，正的性能指标偏差越大，则个体设备单元的该性能指标越好；负的性能指标偏差越小，则个体设备单元的该性能指标越差、从而可依据个体设备单元的性能指标偏差，确定个体设备单元在该时间段内的运行性能。偏差率算法关键之一是比较该设备中各单元的性能指标偏差与预置的门限参数，得到相应的比较结果，在该设备中某单元的比较结果符合预置运行性能的条件时，判定该设备中某单元特定时间段内的运行性能为其预置运行性能。预置门限包括数值门限和比例门限等。测量设备中各单元的性能指标，具体可包括：各设备单元电流、单元单位容量电流、单元温度、单元单位容量温度、单元输出功率和单元单位容量输出功率中的一种或多种。基于测量I-U曲线法光伏发电系统对于外部激励的变化敏感，应激性较强，当运行工况偏离正常条件进入故障工况时，其输出特性会发生即时的变化，可以以此作为诊断的依据。当光伏组件处于故障工况时，主要发生变化的输出参数开路电压、短路电流一般不会有较大变化，但是最大功率点会发生变化，可根据k1（最大功率点与开路点斜率）和k2(短路点到最大功率点的斜率)变化对故障类型进行诊断。无人机巡检实现基于无人机的空中巡视、空中拍照、空中摄像等功能，对电池板热斑、隐裂、龟裂等常规巡检。建立光伏板安全风险点管理和巡查影像管理数据库，实现飞行控制、任务生成、信息传输、数据采集、数据存储、数据检索、数据分析以及风险预警等功能，建立光伏站无人机巡检管理体系。无人机搭载热红外成像相机和可见光成像相机，配置无人机智能终端，通过热信号成像确定太阳能电池板运行状况，在高空实现对光伏组件热斑效应等问题的查拍照,实现拍摄照片实时无线传输。通过无人机导航平台，建立无人机电子导航地图，定制巡航路线，实现无人定期巡航和人工巡航，实现无人巡视功能。建立无人故障缺陷分析平台，通过无人拍摄海量照片，利用图像处理算法，自动诊断出组件故障实施缺陷和故障分析，对光伏组件实现实时监测、分析、智能诊断等功能，对光伏板灰尘覆盖，表面破损，发热等故障的诊断和隐患的精确定位，自动生产巡检报告。防火预警系统防火预警系统包括厂区火源监测、火源定位、设备温度异常预警、汇流箱超温监测等功能。利用智慧光伏一体化平台，进行大数据分析，实时对设备已接入的温度点进行检测，发现越限温度时，实时报警，并对该报警点的历史数据变化趋势进行分析和推送；建立光伏场站区域智能火源探测系统，建立覆盖全部范围内的双光谱全向监测系统，利用红外成像温度监测原理，实时分析监测区域火源点、烟雾和环境温度，及时发现火源预警；利用电子导航地图，将温度点监测和火源监测系统实现联动，规划导航路径图，明确报警点。在光伏场站不同区域，部署红外热成像双光谱长焦摄像机，进行可见光视频和红外热成像视频监测，通过红外成像检测被检测区域温度变化，全天候监测光伏场站内火源点状况，实现远程报警和电子地图定位。利用热成像温差识别预警，可见光+热成像温差识别据，红外热成像穿透能力强，提高可视监测距离和全天候监测，覆盖面积广，远程实现4G/5G网络传输，组网简单。结合电子地图，实现光伏场站准确定位报警，迅速确认火源点，联动其他摄像头进行火源点确认，达到预警联动目标。积尘分析系统组件集尘预警系统基于设备发电效率跟踪，以时序模型与气象模型为基础，应用大数据技术，全面覆盖持续有效地分析电站光伏组串积灰程度，对电站方阵/组串需要清洗提供科学依据，建立分析模型，自动较正下次最佳清洗时间。区别于依靠人员现场巡检识别电站组串灰尘累积情况的传统方式，实现全站数据化、图形化以热力图为基础展示全站灰尘累积情况，精准定位清洁预警区域，提供直观视觉告警的新方式。基于大数据分析技术，分布式检索分析组串持续周期发电效率，自助识别有效的灰尘预警范围，为电站制定有效清洗方案提供决策支持。搭建灰尘预警建模平台，系统自动实现大数据的学习功能，结合周期内数据变化特征，智能预判组串最佳清洗时间点。提出周期最佳清洗点预测跟踪机制。串采集数据多维度数据分析。数据从设备运行数据、时间数据、按照设备特征又分为同设备参数，不同设备参数，数据进行分析汇总及数据验证。光伏组件区域通过部署积灰传感器，对积灰状态实时监测。实现智能自动识别积灰情况，当积灰到达阈值时自动触发后台报警接口，推送到前端界面，并可关联清灰工单，进行定点清理。智能清洗管理目前影响分布式式光伏发电效率主要是积尘影响，通过相关行业内相关数据分析，通过对光伏组件的清扫，可有效提高分布式光伏电站发电效率7%-17%。结合大唐上海新能源分布式光伏电站主要安装在市区屋顶，采用人工清洁的方式存在较多隐患，因此推广使用无水式智能清扫机器人是此类光伏电站主要应用。本次推荐使用的智能清扫机器人次实现光伏面板间前后、高低错位、长距离跨串的无水清洁工作，提升光伏电站发电量10%-17%，开创光伏面板机器人无水清洁新时代。智能分布式全智能清洁机器人，体积小、重量轻、清洁高效，采用人工智能AI技术，通过RTK双天线和4G／5G通讯，可支持APP智能控制和云端远程管理，基于智能算法和RTK高精度定位系统，可实现清扫路径自动规划，具有自主导航、自主定位、自主清洁、自主充电和断点续扫等功能，可适应不同类型的光伏电站清洁工作。安全管控平台边界防护脉冲式智能电子围栏是一种防止人体逾越的障碍物和感知攀爬、拉压、剪断障碍物企图入侵的机电装置的集合体，是一种新型的周界防入侵报警设施。由控制杆（含张力探测、控制模块）、受力杆、转向受力杆、支撑杆、钢丝绳、弹簧、紧固件等组成。张力式智能电子围栏由于采用全新的探测方式和特殊的信号处理方法，确保环境的变化不会引起张力静态值、张力报警值、张力报警阈值的变化，彻底改变了以往周界安防探测器环境适应性差、易误报的缺点。因此，张力式智能电子围栏可以在风霜、雨雪、浓雾、沙尘、高温、低温等严酷环境下始终忠于职守，全天候稳定可靠的工作。当出现非法越墙（或越栏）时，在报警管理中心能立即收到报警信息，并发出声、光报警，同时现场能联动相关设备（如声光警号、摄像机等）。智能视频监控视频监控系统包括工业电视监控和安防监控，主要负责对电站重要区域进行全天候的常规视频监控，同时能与其它子系统进行报警联动，满足安全管理的要求。除了常规视频监控外，本方案还采用360度全景鹰眼摄像机、视频拼接技术、特殊区域监控以及智能视频监控技术，全面采用720p以上高清摄像机，以此提高系统的实用价值。与传统的监控系统相比，智能视频监控系统具有更优的有效性和持久性。传统视频监控的“被动监控”模式只适用于事后追溯，智能分析技术的应用，变“被动”为“主动”，可以对事件做到“早发现、早预防”。由于电站监控点位多、视频信息量大、无效视频信息多，通过智能视频分析过滤功能可减少无用视频信息，将大量无用信息过滤在前端，制定分析策略后将有价值的视频信息提取并存放到上级平台，能够有效降低工作人员的监控压力。通过智能视频监控系统可以主动发现电站内的异常情况（比如非法闯入、设备运行异常），在事件发生时就及时发现并进行控制，从而减少设备突发事故、预防人身伤亡事故。视频监控系统具有预判和越界、徘徊、入侵、快速移动等异常行为的分析，一旦发现可疑的人员入侵，监控系统不仅仅是在云平台上发出弹窗警报，而且会通过监控定位，把位置传给正在附近巡逻的保安人员。保安接到报警，可以迅速赶往现场查看、核实越界信息。对于远处的嫌疑人，还能通过广播系统予以警告。对于已入侵的人员，视频监控系统通过覆盖厂区的视频网络，锁定嫌疑人，并启动跟踪模式，随时记录嫌疑人的行走路线和位置，为保安快速找到嫌疑人提供准确信息。视频监控与现有的厂界围墙红外对射报警联动，发现异常情况，自动推送报警或画面给相应的安保人员。智能报警联动通过声光告警信号对异常闯入情况发出报警，从而把报警系统和警戒系统有机地结合起来，达到以防为主，防报结合的目的，本系统如遇断路、短路或失电，系统都会发出报警信号。报警输出为RS485/422或开关量，故与别的任何报警系统都可联网使用，便于提高系统的兼容性。检维人员安全管理基于智能穿戴设备、智能视频监控、智能边界防护、智能门禁等系统设备，实现光伏厂区人员定位及准入、授权管理。人员防触电针对高电压设备、箱变等区域部署智能语音提示及门禁装置，防走错间隔。智能生产管理系统两票管理工作票从任务触发到工作负责人工作票的提取，启动流程，经过相关审核签发，值长批准，运行值班员接票执行安措，工作负责人开工，通过作业过程质量、安全监督实现动态管控，完成各项消缺、检修、维护、试验、技改等工作后，三级验收合格办理工作票结束，电厂对工作票进行动态和静态检查，对工作票数量与缺陷、定期工作、技改等检修维护工作量比对；每张一种工作票必须有与之相对应的两张操作票。操作票从任务触发到操作人启动流程，经过相关流程审核，操作人执行操作票操作流程，作业过程根据具体任务实行后备监护，执行完毕办理回填完工。电站对操作票动态和静态检查的进行分析总结。两票系统支持图形开票功能，设备系统图纸支持DWG、JPG、PNG、BMP等格式，每张图纸与设备KKS编码、专业进行关联，一张图纸可以关联多个设备、专业。在用户开工作票时，系统根据用户所选的设备KKS编码、及专业自动匹配合适的设备系统图纸，并提供用户预览查看，方便用户选择编制安全措施，系统设备图纸功能提升了两票安措、操作项目编制的准确性，在开票、审批阶段均可随时对照电子系统图纸进行安措、操作项目的查看核对，即方便了员工查看图纸熟悉设备，又提升了员工编写两票的技能水平。用户可通过移动设备指纹识别器、PC电脑外接的指纹识别器，进行最多5根不同手指的指纹采集，指纹特征按左、右手指区分。具有权限的用户可更新用户指纹。用户在外接指纹识别器的PC电脑上电子签名时，均可通过识别指纹的方式代替输入用户名和密码。指纹签名功能增加了系统电子签名的安全性，能有效避免在两票审批环节工作签发人、许可人等被代审批代签问题，消除他人代为操作带来的安全隐患。智能巡检建立智能巡检系统，利用智能头盔、眼镜、无人机、PAD巡检终端显示实时生产数据，结合两票系统展示现场作业数据，巡检仪自动读取运行数值，实现智能巡检功能。生产过程实时数据化，支持移动端实时查看功能。流程化、规范化、移动信息化，管理更精细；大数据实时分析，防微杜渐。编制设备KKS码实现全覆盖设备管理，按实际生产情况定制巡检路线实施巡检工作，自动记录巡检漏检情况并提示，巡检记录数据与生产实时数据比较后自动获取，极大减少巡检人员工作量，巡检系统自动生产缺陷或工单。设备点巡检就是借助于人的感官和检测工具，按照预先制定的技术标准，定点、定标准、定人、定周期、定方法、定量、定作业流程、定点巡检要求对设备进行检查的一种设备管理方法。它通过对设备的全面检查和分析来达到对设备进行量化评价的目的。设备点巡检综合利用运行人员的日常点巡检、点巡检员及其它专业人员的专业点检、精密点检、技术诊断和劣化倾向管理、综合性能测试等几个方面的力量和手段，形成保证设备健康运转的多层防护体系，体现对设备全员管理的原则，将具有现代化管理知识和技能的人、现代化的仪器装备和现代化的管理方法三者有机地结合在一起。通过点巡检管理为设备安全、可靠、经济运行创造多层防护体系，分别是：由智能系统完成自动巡检任务；由运行人员负责的岗位日常巡检；由点检员负责的专业点检和劣化倾向管理；由点检员和点检长或技术监督服务单位负责完成的精密点检、技术诊断与精度性能测试等。通过对设备的点巡检作业，及时、准确掌握设备的状态，采取预防设备劣化的措施，实行有效的维修策略，达到设备受控的目的。设备管理设备台帐管理全面、正确、及时反映生产设备全生命周期的过程管理，体现管理工作和设备系统的现状与历史，便于掌握情况和对照分析。设备台帐应结合企业设备树而建设，应包括静态数据（责任部门、责任岗位、归属专业、设备分类、层次结构、制造商、投运日期、技术参数、技术资料、图纸、照片、设计寿命、重要备品备件等）；动态数据（技术监控计划、监控结果、重大危险源、检修记录、可靠性数据、点检标准、作业指导书、设备说明书、相关图纸、工单、两票、缺陷）等内容。系统应能实现与各相关功能模块数据自动交互。设备台账管理包括：基础信息台帐、技术标准台账、设备运维台账、设备管理台账。定值管理设备定值需要变动时，相关人员通过整定值申请单的申请，通过后，调整设备定值。设备异动根据不同专业、不同设备发生异动时，填写对应的设备异动申请单，根据电站的管理流程形成逐级审批，设备异动关联异动报告形成闭环。技术监控技术监控是电力设备是否正常运转的权威技术检测手段，具体数据反映电力设备的健康程度，技术监督执行的好坏直接影响到生产的正常运行，技术监督管理通过对设备数据库的数据信息进行分析，将技术监督结果送往设备可靠性管理系统，利用设备可靠性技术指标对设备的运行和维护进行指导。预防性维护有效的预防性维护为光伏电站提供了良好维护的基础。工作中的良好维护和正常维护，可以使设备运行时间增加，减少故障，确保设备的可靠性。检修技改项目检修技改项目管理是指在等级检修或技术改造计划审批后，通过增减系统、修复或更换问题零部件，调整精度，排除故障，恢复设备原有功能的技术活动，其主要作用在于恢复设备精度，性能，提高效率，延长使用寿命，保持设备生产能力。检修技改项目管理是保证检修、技改工作完成的全过程的业务管理。系统以工单为主线、以合同为依据，对检修成本进行统计、分析。帮助用户方管理层人员从项目角度迅速归集单一项目或项目群检修成本；同时，可以帮助设备的主人归集从单一设备本体或同一设备类型下所有设备，一定周期内的检修成本。做到宏观项目检修成本和微观设备综合成本透明、实时统计。工单管理工单管理是设备维修的核心功能，通过对工作文件（包括工序、安全措施、风险分析、隔离指令）、工器具及仪器仪表、备件材料、人力资源的准备以及审批、执行、检查和完工处理，实现整个工作维修过程的规范化、标准化，保证设备维修过程中的安全、高效、规范。以工单为纽带，实现维修活动全过程管理及成本归集。设备与仪器管理录入、维护设备仪器基础信息，形成设备仪器台账。按照设备仪器分类和检验周期的设定，设备仪器的管理责任人定期对工器具进行检验，回填检验结果和完成情况，发现问题纳入问题库整改流程。运行值班运行值班管理具备界面集成和信息集成的功能，提供值班工作的总览和处理入口，呈现系统和通信网络状况及正在进行的运行工作，为值班人员日常工作提供日志记录、跟进手段，为自动化值班员日常值班工作处理提供统一的操作界面。运行定期工作定期工作包括定期试验、定期切换以及定期操作，能够根据发电企业的实际需要实现定期工作策划，记录定期工作完成情况、执行人以及备注信息。提供标准试验、操作步骤以及正确试验结果便于用户定期工作时参考。定期工作通过工作制度分解管理模块分解出来能够自动分配给当值运行人员，减轻了班长、主值班员的工作分配任务，解决了定期工作在分配过程中可能被遗漏的问题。定期工作设置：用户可以根据班次、天、周、月策划定义定期工作的周期，便于定期工作提醒；可以灵活设置定期工作的工作内容。定期工作记录：系统根据定期工作设置，定期推送任务至相关负责岗位，用户根据提醒执行定期工作，记录定期工作完成情况、执行人以及相关备注信息；定期工作执行后记录形成台帐。系统启停管理系统启停管理主要是针对系统启停的全过程管理，对启停过程中的每个节点数据进行详细记录并与设计值和历史值进行对比，为不断优化系统启停提供数据支撑。系统自动识别启动和停运时间，下达任务给部门主任，要求撰写系统启动/停运总结后，上传系统，并完善启停台账、自动归档保存。交接班管理具备交接班流程管理功能，实现交接班流程的自定义、导入导出、分类查询等；具备交接班记录管理功能：自动获取相关信息进行交班，自动生成实际的交接班时间，生成交接班记录时自动插入值班日志中；支持对当前班组的交接信息记录，主要当值计划信息的记录，以及当值期间的遗留问题记录。安全工器具管理安全工器具管理是对安全工器具台帐、日常检查、定期检测、借用、报废、采购需求的管理与展现，在系统中建立全面的安全工器具台帐，记录日常检查与定期检测的情况，并对安全工器具的借用、报废、采购需求进行管理，方便各级管理人员有效管理安全工器具。缺陷管理系统支持既可以通过现场点检移动终端扫描二维码录入缺陷，也支持在信息系统中登录缺陷。通过日常缺陷处理过程中的数据积累为系统的分析、统计提供了数据来源。本模块采用工作流驱动，通过缺陷记录、缺陷提交、缺陷判断、缺陷处理、缺陷保留、缺陷升级、缺陷注销、缺陷验收、缺陷统计、缺陷考核等，对缺陷进行登录、审核、批准、跟踪、统计，使电厂对缺陷进行有序处理，实现与其它业务模块的紧密关联，确保流程闭环。缺陷登记\缺陷处理\缺陷信息查询\缺陷统计班组管理班组管理包括班组人员管理、班组任务管理、班组日志管理、班组活动管理、班组培训管理等多个单元。安全管理实现安全事件管理、重大危险源管理、安全检查、安全性评价、两措管理、整改计划、应急管理、问题库管理、外包管理、安全天数管理及综合报表。安全事件管理\重大危险源管理\安全检查\安全性评价\两措管理\应急管理安全教培利用已建成的虚拟电站三维平台，建立生产过程三维培训课件、主要设备可逆三维拆解培训、安全工器具和典型安全作业三维培训，自动生产考试题库。评价培训效果。问题库管理问题库是指在发现问题、解决问题和总结问题过程中，贯彻结案制和督办制，形成发现问题有机制、管理问题有平台、解决问题有专家、整改落实有专人、督办监督有人管、结案处理有章程的闭环管理机制。生产资料管理系统建立基于云平台的生产资料管理系统，汇聚设计、建设、生产运维、评估检测、检修试验、等全过程的生产资料管理系统。实现设备二维码标识查询、设备树结构查询、智能故障报警联动等功能。智能报表系统建立报表系统基本单元，分类储存各类报表、依据报表需求选取报表单元，实现智能化的报表功能，建立基本报表格式单元，自动获取生产数据，实现智能报表功能。智能检维管理录入年度检修计划，通过系统下发月度工作任务至场站检维人员；以KKS编码为基础，结合检修计划及故障信息，实现设备台账、检修计划、工单管理、备品备件管理等生产系统管理功能。智能告警督办融合各模块告警信息，结合移动APP现场安全隐患随手拍功能，建立个性化告警督办模块，实现自动智能告警，并触发生成督办单。移动APP实现手机上的公务管理，手机端随时随地进行业务流程提交及审批，实现移动审批，提升工作效率。包括公文管理、公告管理、邮箱管理、任务审批、制度库、公务用车、签到考勤、协同工作等功能。包含智慧系统中涉及的所有业务流程，通过工作流信息及信息字段的配置，控制哪些流程可以在手机上审批，手机端便可审批查阅相应的流程和文件，并可以浏览相关的附件信息。展示公司生产经营状况，全面覆盖光伏电站核心生产指标，直观生动展现电站基础信息及实时生产画面，具备APP随手拍功能，对故障安全隐患随时拍照记录。网络信息安全按照《电力监控系统安全防护规定》（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第14号）、《电力监控系统安全防护总体方案》（国能安全【2015】36号)、调网安【2018】10号《并网新能源场站电力监控系统涉网安全防护补充方案》安全防护标准和规定的要求执行，综合对电厂总体网络安全性的考虑，为保障光伏电站实时、安全、可靠地运行，避免与场站实时监控无关的数据传输导致网络堵塞，避免无关人员甚至黑客入侵电站实时监控网络，对电站设备的安全和运行进行干扰和破坏，本区域的计算机网络拟采用目前主流的全开放分层分布式系统结构。严格执行《电力监控系统安全防护规定》标准，满足电站安全防护和等级保护要求。系统部署在安全Ⅲ区，使用通信工作站实施数据采集。系统不改变已建成的网络结构，不改变原有网络结构方式，不改变电网调度数据传输结构方式。在数据传输与接收端，使用横向物理隔离装置，实现网络安全区划分功能。软硬件设备5.1软硬件配置原则开放性软硬件选型遵循国际国内标准，满足开放性要求，选用通用的或者标准化的软硬件产品，包括计算机产品、网络设备、操作系统、网络协议、数据库等均遵循国际标准和电力工业标准；可靠性重要设备或设备的重要部件为冗余配置，保证整个系统功能的可用性不受单个故障的影响，保证冗余配置的节点之间可随时实现无扰动切换；先进性本系统在保证相对成熟的前提下采用先进的技术和设备，使其具有强大的发展潜力，可在尽可能长的时间内满足业务需求增长，适应社会和企业的发展；易扩展性本系统在产品系列、容量与处理能力等方面有扩充与换代的可能，满足不同时期的需要。易维护性故障易于排除，日常管理易于操作。真正做到开电即可工作，插上就能运行，维护无需过多专用工具。5.2软硬件配置表序号设备名称设备参数规格及技术要求单位数量用途及部署一、硬件设备1逆变器侧分散式采集1.1光伏数据采取器通信方式：支持RS485、RS232和RS422等方式，并通过GPRS、以太网、WIFI、4G等方式远传送功能等通信协议：支持TCP/IP、MODBUS、IEC104/101等多种协议台按需配置采集分布式逆变器、电能表等数据，按现场实际设备部署配置。1.24G网络通信卡4G无线网卡台按需配置按光伏数据采取器数量配置2工控防火墙军工级硬件装备工业防火墙整机，DIN35导轨式，24V工业电源，4个10/100/1000M电口（支持2路BYPASS）；无风扇，防护等级IP40台1数据数据采集隔离3前置采集服务器处理器：2颗XeonBronze3106；

内存：2*16G内存；

硬盘：3*600GB热插拔SAS硬盘(1万转)2.5"；

RAID：支持RAID0、1、5；

其他：双电源模块；集成4个高性能千兆网口台1前置数据采取数据汇聚隔离4正向隔离装置SysKeeper-2000正向型（百兆）台1数据数据采集隔离5采集服务器处理器：2颗XeonBronze3106；

内存：2*16G内存；

硬盘：3*600GB热插拔SAS硬盘(1万转)2.5"；

RAID：支持RAID0、1、5；

其他：双电源模块；集成4个高性能千兆网口台1前置数据采取数据汇聚隔离6数据服务器处理器：2颗XeonBronze3106；

内存：2*16G内存；

硬盘：3*