智慧光伏電站平臺目錄TOC\o"1-3"\h\u1274智慧光伏電站平臺 119998一、項目概述 429115二、應用場景及建設方案 525405（一）場景描述 5116111.智能監(jiān)控系統(tǒng) 561462.智能巡檢技術 7200213.智能I-V診斷系統(tǒng) 755254.電量交易系統(tǒng) 8236165.智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) 8250366.多維度感知的三維一體化數(shù)字化平臺。 9298707.光伏板智能自動清洗系統(tǒng) 92318.運維資源（人、車、物）的數(shù)字化關聯(lián)和智能排程系統(tǒng) 9162029.自組網(wǎng)傳輸系統(tǒng) 111512（二）技術架構 1127628（三）建設方案 1137651.基于三維可視化的光伏電站一體化平臺 12247122.智能I-V診斷 13211143.智能電量交易系統(tǒng) 13175574.無人機自動巡檢三維展示 14235185.移動式清掃機器人動態(tài)規(guī)劃 14155946.智能運維排程系統(tǒng) 1456327.多維度感知的光伏三維數(shù)字化系統(tǒng) 14833三、項目效果 1519044（一）項目效益 1579281.節(jié)約運維作業(yè)風險評估成本 15243712.提高運維效率，杜絕安全隱患 15288823.科學決策，輔助電力市場交易 1524690（二）鑒定評價（如有） 164547（三）推廣前景 1629741四、下一步計劃 16一、項目概述青海區(qū)域光伏電站已投產(chǎn)裝機總量達75萬千瓦，在建項目裝機總量達75萬千瓦。但各光伏場站分布零散，各場站之間距離跨度非常大，各區(qū)域運維人數(shù)少不能夠滿足傳統(tǒng)方式的常規(guī)運檢工作，2022年通過集中監(jiān)控已完成9座光伏場站的關門，成立區(qū)域化的運維中心及檢修中心，但未能全面達成“集中監(jiān)控、無人值守、區(qū)域運維、專業(yè)檢修”的目標。以競價30萬千瓦光伏電站為試點，針對光伏集約化程度不夠、運維效率低下、電力市場交易智能化不足等方面的問題，通過研究智能傳感、人工智能、5G+等技術，開發(fā)智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)、智能I-V診斷系統(tǒng)、電量交易系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，搭建光伏電站一體化三維可視化平臺，代替人工現(xiàn)場安保、巡視、遠程操作，提升設備運行的可靠和安全性，降低運維成本，實現(xiàn)光伏電站的高效運維和無人值守。2022-2023年郎清10萬千瓦光伏場站完成智慧化建設達一星級標準，實施周期兩年，投資950萬元，承建單位為大唐科學研究院可再生能源研究院，單簽已完成協(xié)助單位招標、三維一體化平臺框架搭建。2023-2024年競價光伏30萬千瓦光伏場站完成智慧化建設達一星級標準，實施周期兩年，投資900萬元，承建單位為大唐科學研究院可再生能源研究院，已完成任務書編制，準備立項。二、應用場景及建設方案（一）場景描述1.智能監(jiān)控系統(tǒng)整合場站原有監(jiān)測手段、新增加的智能感知終端以及軌道巡檢機器人，探索實踐設備全面感知、運維全面監(jiān)視、巡檢機器人替代等智能應用，提升運檢管控的穿透力，提升運檢工作質量和效率。（1）設備狀態(tài)識別技術將深度學習、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡技術應用到光伏場站巡視可見光圖片、紅外熱圖等源數(shù)據(jù)信息抽取，通過固定感知終端+移動巡檢機器人，實現(xiàn)以傳統(tǒng)人工經(jīng)驗的主觀判斷的識別模式轉變?yōu)榛诳梢姽鈭D像表計讀數(shù)識別、開關分合狀態(tài)識別的機器自動識別模式，替代人工表計讀數(shù)抄錄、試驗記錄等，減輕運維工作量。在發(fā)生緊急異常情況時，智能巡檢設備可代替人工深入事故現(xiàn)場，錄制現(xiàn)場視頻，協(xié)助事故處理，降低人員安全風險。（2）作業(yè)人員行為分析利用深度學習技術，實現(xiàn)人臉識別和人數(shù)、姿態(tài)、穿著等特異性識別技術，進行智能運算、視頻感知，完成人員行為分析，實現(xiàn)對誤入工作間隔、未戴安全帽、登高翻越等等違章行為的識別，結合聲光報警、語音提示、門禁控制等聯(lián)動，及時阻斷現(xiàn)場違章行為，并進行報警信息分級推送、視頻跟蹤、抓圖、錄像等，記錄和追蹤現(xiàn)場作業(yè)過程，支撐事后分析功能。（3）林火監(jiān)測預警技術采用機器學習技術，利用邊緣計算與綜合分析手段進行林火特征的提取與鑒別，利用視頻與紅外影像相結合的技術提高識別的成功率，充分利用有火先有煙的特征進行火災的預判，提高對火災的提前預警時間。同時使用圖像分割技術對云霧等干擾對象進行抑制，提高預報的準確率。開發(fā)火災預警平臺，對火災告警進行綜合輸出，并提供接口與相關系統(tǒng)聯(lián)動。2.智能巡檢技術（1）無人機自動巡檢技術開展基于自動機巢的光伏場站無人機巡檢系統(tǒng)研究。通過融合GPS、北斗等數(shù)據(jù)的定位方法，研究自動飛行定檢，返航自動起降，電子避障防撞、遠程通信控制研究，實現(xiàn)對光伏場站移動監(jiān)控；達到系統(tǒng)對定位精度和可靠性的要求，設計定位系統(tǒng)軟硬件架構，開發(fā)實現(xiàn)無人機自動定位功能；基于光伏場站現(xiàn)有高速5G無線通訊網(wǎng)絡，實現(xiàn)巡檢數(shù)據(jù)的可靠性傳輸；通過搭載的雙光譜感知終端、智能圖像缺陷識別系統(tǒng)等，實現(xiàn)光伏場站智能監(jiān)測并生成缺陷報告，便于運檢人員查找缺陷進行處理。（2）升壓站自動巡檢技術巡檢機器人搭載高清可見光攝像機、紅外熱成像儀等檢測設備，能夠完成設備外觀、開關、儀表、指示燈的智能視頻識別、電力設備紅外測溫、聲音采集、柜體局放檢測等工作，配合機器人配套的通信供電系統(tǒng)、后臺管理系統(tǒng)等，系統(tǒng)能夠進行基于視頻內(nèi)容的自動檢索及預警、自動存儲記錄、自動數(shù)據(jù)分析和自動遠程傳輸，幫助運維人員全面掌握變電站設備的運行情況。3.智能I-V診斷系統(tǒng)系統(tǒng)提取逆變器、匯流箱、光伏支路異常條件下的特征，建立故障診斷模型，并以機器學習為依托，實時分析診斷逆變器、匯流箱、光伏支路發(fā)電異常，快速篩查出低效運行設備，從而輔助管理者有計劃地執(zhí)行巡檢和消缺工作，提升巡檢和消缺工作效率。實現(xiàn)光伏電站組串設備的實時診斷，支持報警設備故障詳情分析，判斷故障類型、給出故障原因分析和處理建議。系統(tǒng)充分利用組串式逆變器采集的組串電流及電壓數(shù)據(jù)，結合大數(shù)據(jù)挖掘機AI識別算法，來確認光伏組串的故障類型。智能IV診斷特性可實現(xiàn)一鍵式啟動，通過數(shù)據(jù)采集器將IV掃描指令下發(fā)給逆變器，逆變器完成組串完整的IV曲線數(shù)據(jù)采集后，將IV曲線數(shù)據(jù)通過數(shù)采上傳到管理系統(tǒng)，管理系統(tǒng)內(nèi)置故障診斷及識別算法，自動生成故障診斷報告。4.電量交易系統(tǒng)以光伏電站出力預測為基礎，建立光伏電站的經(jīng)濟調度與決策模型。具有災害預警模塊，能夠對臺風、暴雨、雪災、寒潮、大風、沙塵暴、高溫、雷電、冰雹、霜凍、大霧等天氣進行預警。系統(tǒng)具備自動電量交易功能，可實現(xiàn)光伏發(fā)電站可與其他新能源場站開展相互替代發(fā)電交易。電力市場交易打通營銷、生成和交易的全流程，進行數(shù)字化輔助決策，進行市場分析與預測，對策略進行仿真，全角度的市場信息呈現(xiàn)與多維度分析，全類別的交易策略仿真模擬，把握決策方向。全自動申報，全方位的交易復盤分析，形成自動化定制報表輸出。全鏈路交易流程監(jiān)控，智能識別風險，交易結果與過程審核，管控收益風險。5.智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)打通管理大區(qū)與生產(chǎn)大區(qū)的信息交互，打造新能源數(shù)字化管理平臺，實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、統(tǒng)一集成、共享應用，并與其它數(shù)據(jù)平臺進行交互，實現(xiàn)一體化主動監(jiān)控和協(xié)同高效智慧管理，設備實時及歷史數(shù)據(jù)能夠傳輸至平臺，可實現(xiàn)子陣對標、達設計值、系統(tǒng)效率等分析。同時，可對光伏組件、電氣設備的衰減進行預測。一鍵生成報表，實現(xiàn)無紙化辦公。6.多維度感知的三維一體化數(shù)字化平臺?；谙嚓P圖紙，建立牧光互補光伏項目的BIM模型。在BIM模型的基礎上，將智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、智能I-V診斷系統(tǒng)、電量交易的相關信息接入光伏電站一體化三維可視化平臺，實現(xiàn)多業(yè)務數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、統(tǒng)一集成、共享應用，并與其它數(shù)據(jù)平臺進行交互；構建邊緣計算算法，通過配置圖像識別、故障定位、設備監(jiān)控告警分析等算法，完成監(jiān)測數(shù)據(jù)閾值分析、設備缺陷主動告警、前端傳感集中管理等功能，實現(xiàn)一體化主動監(jiān)控和協(xié)同高效智慧管理。7.光伏板智能自動清洗系統(tǒng)基于“智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)”中的灰塵遮擋分析功能，配備設計出一款適應性更強，可以適用于不同應用場景的可拓展智能光伏發(fā)電板清潔機器人?；谖锫?lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)設備與設備的聯(lián)動，可以實現(xiàn)一鍵智能清潔，保證用戶以零工作量解決光伏面板清潔的難題。自動清洗機器人，可以完成自動輪詢檢查，提升維護和檢修的效率，降低維護成本。8.運維資源（人、車、物）的數(shù)字化關聯(lián)和智能排程系統(tǒng)智能安全帽，使得工作人員融合一體式之智能頭盔，實現(xiàn)人機一體，可以配合遠程可視化指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)第一視角專家遠程指導。協(xié)助提升生產(chǎn)管理效率和產(chǎn)品質量；人員實時人員定位、后臺指控、遠程調度、目標識別、任務發(fā)布、人機聯(lián)動。開發(fā)生物識別智能門禁與兩票管理一體化系統(tǒng)，過門禁系統(tǒng)獲取人臉圖片,對所述人臉照片進行面部特征識別,得到人員標識號，從兩票系統(tǒng)中根據(jù)人員標識號獲取相應執(zhí)行人的工作票,并根據(jù)所述工作票的執(zhí)行信息及所述門禁系統(tǒng)的位置信息,確定待執(zhí)行工作票，門禁系統(tǒng)根據(jù)待執(zhí)行工作票進行解鎖操作，簡化通行流程,提高通用地效率,同時節(jié)省了人力，結合智能安全帽，能夠系統(tǒng)地記錄操作人員的行為，避免不安全操作的情況發(fā)生，也有利于在安全事故發(fā)生之后能夠及時地追溯事故產(chǎn)生的原因，保證生產(chǎn)能夠安全合理的開展。車輛定位系統(tǒng)，搭載車載北斗/GPS定位終端，融合GSM+GPRS+GPS+BDS+LBS無線通訊網(wǎng)絡系統(tǒng)定位技術，定位更快更精準。終端結合駕駛行為分析以及多重定位、低電報警、多重異常報警等功能，規(guī)范司機駕駛行為的同時，提高車輛安全管理水平。運維排程系統(tǒng)，搭建數(shù)字化、可視化、大數(shù)據(jù)指導+閉環(huán)管理的E2E運維流程，通過運維排程日期表中，通過綜合客觀因數(shù)，結合路勁、人員、交通、氣象等成本綜合計算下，集中安排運維人員統(tǒng)一運維，達到運維成本最低且最為效率的目的。9.自組網(wǎng)傳輸系統(tǒng)應對偏遠地區(qū)通訊信號差、覆蓋能力不足的因素，融合5G、無線自組網(wǎng)和無線視頻傳輸技術，采用無中心、分布式網(wǎng)絡架構，支持隨機網(wǎng)絡拓撲、動態(tài)組網(wǎng)、多跳中繼，建立抗毀性強，具有強大的自愈合恢復功能的寬帶自組網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡；可實現(xiàn)場區(qū)范圍內(nèi)任意位置均可通過mesh接入點接入設備實現(xiàn)附近如手機、電腦、智能頭盔等產(chǎn)品的Wi-Fi接入。（二）技術架構智慧光伏電站項目共包括智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)、智能I-V診斷系統(tǒng)、電量交易系統(tǒng)、智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、智能清掃系統(tǒng)、智能排程系統(tǒng)、自組網(wǎng)傳輸系統(tǒng)、多維度感知的三維一體化數(shù)字化平臺9個子系統(tǒng)建設。（三）建設方案以《智慧電廠技術指引-光伏(2022)》為依據(jù)，對標一星級評價標準，結合示范光伏電站的實際情況，針對光伏集約化程度不夠、運維效率低下、電力市場交易智能化不足等方面的問題，制定以下幾個方面的建設內(nèi)容：1.基于三維可視化的光伏電站一體化平臺光伏發(fā)電站的三維可視化平臺能夠為整個光伏電站提供可視化導航與漫游的功能，提供基于角色的、靈活的導航方式，實現(xiàn)整個光伏電站生產(chǎn)環(huán)境和設備實際運行狀況的瀏覽。具備視頻聯(lián)動的功能，基于三維模型，部署全廠的視頻虛擬設備，可直接調用攝像頭，查看周界環(huán)境。三維可視化平臺能夠基于三維模型和可視化仿真技術，將實際生產(chǎn)過程在計算機上重現(xiàn)出來，讓操作、維護人員在虛擬現(xiàn)實空間中形象直觀地監(jiān)視機組狀態(tài)，分析狀態(tài)演繹過程，了解設備的結構特征和操作維修技巧，實現(xiàn)可視化檢修。三維可視化具備三維可視化風險防控的功能，基于三維模型、人員定位、風險點設置，當人員步入危險源區(qū)域，有明顯的標識，畫面實時顯示工作人員靠近危險源的距離信息，等到達警戒區(qū)，三維畫面上發(fā)出告警，在實際巡檢過程中，結合人員定位技術，對靠近危險源的人員進行應進行提醒，提醒該人員遠離危險源。三維可視化具備三維可視化應急指揮、演練的功能，基于三維模型、網(wǎng)絡協(xié)同、通訊技術，在對各類安全應急事件進行模擬和仿真的基礎上，提供給不同的人員角色間網(wǎng)絡化協(xié)同應急處置模擬演練，能夠身臨其境的感受應急事件的發(fā)生和協(xié)同處置的全過程。2.智能I-V診斷智能I-V診斷是基于大數(shù)據(jù)的I-V診斷算法，通過故障精準定位，實現(xiàn)光伏陣列、匯流箱、逆變器等核心關鍵設備的診斷。系統(tǒng)提取逆變器、匯流箱、光伏支路異常條件下的特征，建立故障診斷模型，并以機器學習為依托，實時分析診斷逆變器、匯流箱、光伏支路發(fā)電異常，快速篩查出低效運行設備，從而輔助管理者有計劃地執(zhí)行巡檢和消缺工作，提升巡檢和消缺工作效率。實現(xiàn)光伏電站組串設備的實時診斷，支持報警設備故障詳情分析，判斷故障類型、給出故障原因分析和處理建議。智能I-V診斷系統(tǒng)通過0.5%的高精度組串級采集，進行大量的數(shù)據(jù)采集學習；通過海量的故障曲線收集，AI算法確保故障數(shù)據(jù)識別精準；建立故障專家模型庫，通過離線訓練，模型訓練不斷修正，系統(tǒng)越用越智能；可以定期出具數(shù)據(jù)診斷報告，投資收益報告等，協(xié)助精準運維。3.智能電量交易系統(tǒng)通過集成全球10大權威氣象機構，基于國家超算為光伏電站定制1km×1km氣象預報，首次實現(xiàn)方陣級實時及日前功率預報。并根據(jù)光功率短期、超短期、中長期等不同時間間隔運用多種物理模型與機器學習模型，自動推選最優(yōu)預測，可大幅提升光功率預測精度，降低考核，利于電量實時現(xiàn)貨交易。利用智能交易終端，依據(jù)新能源消納及運行特性，可自動獲取市場信息，實現(xiàn)電力市場精準預測以及多維度輔助決策，做到系統(tǒng)全自動日前交易申報，具有及時應對規(guī)則調整，智能識別交易風險，機器學習市場變化等特點，提升人員工作效率，避免人為失誤。助力企業(yè)科學制定中長期交易策略，切實提高利潤指標，具有極大推廣應用價值。4.無人機自動巡檢三維展示開展基于自動機巢的光伏場站無人機巡檢系統(tǒng)研究。通過融合GPS、北斗等數(shù)據(jù)的定位方法，研究自動飛行定檢，返航自動起降，電子避障防撞、遠程通信控制研究，實現(xiàn)對光伏場站移動監(jiān)控；通過搭載的雙光譜感知終端、智能圖像缺陷識別系統(tǒng)等，實現(xiàn)光伏場站智能監(jiān)測并生成缺陷報告，便于運檢人員查找缺陷進行處理。將無人機自動巡檢結果接入三維展示，全面、形象、具體展示巡檢結果。5.移動式清掃機器人動態(tài)規(guī)劃建立一種基于模糊理論與人工勢場技術相結合的模糊人工勢場路徑規(guī)劃方法，同時接受光伏板灰塵覆蓋信息指令，能夠滿足機器人的路徑設計動態(tài)規(guī)劃。6.智能運維排程系統(tǒng)開發(fā)出一套運維資源數(shù)字化關聯(lián)和智能運維排程系統(tǒng)，實現(xiàn)在線兩票和智能運維閉環(huán)追蹤，結合路勁、人員、交通、氣象等成本綜合計算下的最優(yōu)自動化運維排程。7.多維度感知的光伏三維數(shù)字化系統(tǒng)開發(fā)了多維度感知的光伏三維數(shù)字化系統(tǒng)，基于BIM技術，建立設備（各部件）、環(huán)境等監(jiān)控信息虛擬數(shù)字化模型的三維全信息映射關系；提出了虛擬系統(tǒng)與光伏場安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息共享技術，實現(xiàn)了虛擬場景和現(xiàn)實場景的聯(lián)動模擬，實現(xiàn)故障信息與設備的精準定位。結合相關設備的實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)光伏場站重要設備可視化、三維化、在線化，將本研究中涉及的監(jiān)測結果、故障、報警信息等通過系統(tǒng)平臺的集成，消除了各子系統(tǒng)之間的信息孤島，直觀、高效地展現(xiàn)給維管工作人員，為維管人員的工作提供精準指導。三、項目效果（一）項目效益1.節(jié)約運維作業(yè)風險評估成本新員工可以不到現(xiàn)場卻能夠直觀的了解到光伏電站的整體情況，光伏設備的細節(jié)情況。這樣一方面減少了新員工到現(xiàn)場學習的難度，另一方面提升了新員工學習的興趣和效率。2.提高運維效率，杜絕安全隱患通過智慧光伏關鍵技術研究及建設，利用智能監(jiān)控、設備、和機器視覺等技術，代替人工現(xiàn)場巡檢，打造光伏遠程三維在線監(jiān)控，提升設備運行的可靠和安全性，實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的高效運維和無人值守。3.科學決策，輔助電力市場交易通過提高光功率預測精度，利用智能交易終端，依據(jù)新能源消納及運行特性，可自動獲取市場信息，實現(xiàn)電力市場精準預測以及多維度輔助決策，做到系統(tǒng)全自動日前交易申報，具有及時應對規(guī)則調整，智能識別交易風險，機器學習市場變化等特點，提升人員工作效率，避免人為失誤。助力企業(yè)科學制定中長期交易策略，切實提高利潤指標，具有極大推廣應用價值。（二）鑒定評價（如有）項目尚在建設中，暫無專家評審、第三方鑒定。（三）推廣前景集團公司集中式智能光伏電站的典型建設方案，共享集團公司所轄其他區(qū)域同類型光伏電站智慧化建設作為參考，切實做到可參考、可復制、可應用。四、下一步計劃積極推進項目在建設的過程中采購智能化硬件設備成本太高，無法大面積推廣應用，例如巡檢無人機、清掃機器人等。老舊小光伏場站分布零散，不利于硬件設備的高效利用等困難。下一步將優(yōu)化技術框架、優(yōu)化設備可利用率、研究平價化推廣路線，加快示范場站實施進度，確保年底通過一星級評價驗收。