秒級響應 + AI 預判：光伏監測系統如何破解電站管理 “痛點”？

簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定  201801

引言

   在全球能源轉型的大背景下，太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔能源，其開發利用對于緩解能源危機、減少環境污染具有重要意義。分布式光伏發電以其優勢，如靠近用戶端、減少輸電損耗、可靈活配置等，成為了太陽能利用的重要形式。安科瑞作為能源管理和電力監控領域的專業企業，憑借其深厚的技術積累和豐富的實踐經驗，推出了一套完善的分布式光伏解決方案，旨在為用戶提供高效、可靠、智能的光伏發電系統。

1、光伏電站管理痛點

1.1數據采集與傳輸層面

傳感器精度不足與故障隱患

  傳統傳感器易受環境干擾（如高溫、粉塵、濕度），導致發電量、組件溫度等基礎數據誤差率高，影響故障診斷準確性。

傳感器故障（如線路老化、接觸不良）可能導致數據缺失或中斷，形成監測盲區。

通信穩定性差

  偏遠地區光伏電站（如山地、荒漠）面臨網絡覆蓋弱問題，無線傳輸（如 4G/5G）易受天氣、地形影響，導致數據延遲或丟包。

  多設備協議不統一（如 Modbus、CAN、TCP/IP）引發通信兼容性問題，需額外開發適配接口，增加集成成本。

數據孤島與處理效率低

  不同廠商設備（逆變器、匯流箱、氣象站）數據格式不統一，難以實現跨系統融合分析，形成 “數據孤島”。

海量原始數據缺乏實時清洗與智能分析，運維人員需手動篩選，決策滯后，無法及時定位隱性故障（如組件熱斑早期征兆）。

1.2系統集成與兼容性問題

老舊電站改造難度大

  早期建設的光伏電站缺乏標準化監測接口，硬件升級成本高（如更換智能匯流箱、加裝通信模塊），且需停機改造，影響發電收益。

  傳統 SCADA 系統與新型 IoT 平臺兼容性差，升級換代需原有架構，導致 “舊系統棄用、新系統難用” 的尷尬局面。

多廠商設備協同性不足

  監測系統依賴逆變器、組件、氣象設備等多廠商數據，若某一環節廠商技術封閉（如不開放 API 接口），易導致整體監測功能受限。

  不同品牌設備的報警閾值、故障代碼邏輯差異大，運維人員需跨平臺切換，操作復雜度高。

1.3運維效率與智能化短板

故障診斷依賴人工經驗

  現有系統多以 “閾值報警” 為主（如電壓 / 電流越限），缺乏故障根因分析能力（如無法區分是組件老化、線路接觸不良還是局部陰影導致的功率下降）。

  運維人員需現場排查，尤其在集中式電站（面積達數十平方公里）中，故障定位耗時久，可能延誤維修黃金期。

預測性維護能力薄弱

  缺乏基于歷史數據的壽命預測與健康管理（PHM）功能，無法提前預警設備老化（如電纜絕緣下降、逆變器電容衰減），導致計劃外停機。

  對環境因素（如輻照度、溫度、風速）的關聯分析不足，難以動態優化電站運行策略（如調整逆變器工作點應對高溫衰減）。

人機交互體驗不佳

  監測界面多為專業級數據報表，缺乏可視化動態展示（如三維電站地圖、組件熱成像分布），非技術人員難以快速理解關鍵信息。

  移動端 APP 功能簡陋，報警推送不精準（如誤報、重復報警），導致運維人員對系統信任度下降。

2并網標準

分布式電源并網電壓等級可根據各并網點裝機容量進行初步選擇，推薦如下：

  8kW 及以下可接入220V；

  8kW~400kW可接入380V；

  400kW~6MW可接入10kV；

  5MW~30MW以上可接入35kV。

  最終并網電壓等級應根據電網條件，通過技術經濟比選論證確定。若高低兩級電壓均具備接入條件，優先采用低電壓等級接入。

典型上網模式

3什么是四可

  在光伏發電調度中，“四可功能”是指為了確保光伏電站高效、穩定接入電網并參與電力系統調度而必須具備的四種核心能力。這四項功能是電網對新能源電站（包括光伏）的基本要求，具體包括：

  1.可觀：是指實現低壓分布式光伏統計數據、運行狀態、調節控制、異常告警的全景可視化展示。構建低壓分布式光伏采集通信架構，建立采集終端、分布式電源接入單元、智能電能表、光伏專用斷路器、光伏逆變器等設備運行狀態監測體系，形成低壓分布式光伏臺區線路拓撲圖。

  2.可測：是指實現低壓分布式光伏用戶數據分鐘級采集，實現全部低壓分布式光伏用戶15 分鐘級負荷數據全采集，重要臺區光伏用戶及關鍵數據實現1分鐘級采集，實現低壓分布式光伏發電負荷預測準確度進一步提升。分布式光伏發電的實時感知、運行監測和異常分析。

  3.可調：是指應用群調群控裝置和分布式電源接入單元/智能物聯電能表等產品方案，建立柔性調節能力，實現低壓分布式光伏功率和電壓柔性可調。

  4.可控：是指應用光伏專用斷路器建立剛性控制能力，實現全部低壓分布式光伏用戶剛性可控。緊急情況下電網要有能力斷開并網開關，以保障大電網的電壓與頻率的安全穩定。

為什么需要“四可功能”？

  應對間歇性：光伏發電依賴光照，具有波動性和不確定性，“四可”功能幫助電網消納高比例新能源。保障電網安全：避免電壓越限、頻率偏差等問題。

  市場化運營：滿足電力市場對可控資源的要求。

  通過“四可功能”，光伏電站從“被動接入”轉變為“主動參與”，成為智能電網的重要組成部分。

4系統解決方案

分布式光伏電站電力監控系統

針對用戶新能源接入后存在安全隱患、缺少有效監控、發電效率無法保證、收益計算困難、運行維護效率低等通點，提出的Acrel-1000DP分布式光伏監控系統平臺，對整個用戶電站全面監控，為用戶實現降低能源使用成本、減輕變壓器負載、余電上網，提高收益；節能減碳，符合國家政策。

子系統

1、光伏監控系統平臺

2、光功率預測系統

3、光伏儲能系統

4、繼電保護及安全自動裝置

5、電能質量在線監測裝置

6、箱變測控裝置

7、無線測溫裝置

8、電能量計量系統

9、AGC/AVC 調控系統

10、遠方調度上傳系統

系統結構

A、戶用光伏

B、中小容量光伏電站

C、大容量分布式光伏電站

系統功能

1、綜合看板

光伏電站位置顯示

光伏電站數量，峰值發電功率，實時發電功率顯示

統計所有光伏電站日、月、年發電量

計算標準煤節約量以及二氧化碳減排量

柱狀圖展示每月發電量

2、電站狀態

展示光伏電站發電功率，峰值功率等基本參數

統計當前光伏電站日、月、年發電量

攝像頭實時監測

接入輻照度、環境溫濕度、風速等環境參數

顯示當前光伏電站逆變器接入數量及其基本參數

3、逆變器狀態

逆變器基本參數顯示

日、月、年發電量顯示

通過曲線圖顯示逆變器功率、環境輻照度曲線

直流側電壓電流查詢

交流電壓、電流、有功功率、頻率、功率因數查詢

4、電站發電統計

統計列表中所有光伏電站日、月、年發電量，支持柱狀圖和曲線圖切換展示以及報表導出功能。

5、逆變器發電統計

統計當前光伏電站中所有逆變器的日、月、年發電量，支持柱狀圖和曲線圖切換展示以及報表導出功能。

6、逆變器曲線分析

展示逆變器直流側電壓、電流曲線，交流側功率曲線以及環境輻照度曲線、溫度曲線。便于用戶進行整體分析。

配套產品

4結束語

  Acrel-1000DP融合實時監測、精準控制、智能分析與安全防護，構建了從設備層到云平臺的全鏈條管理體系。其在宜賓高新區等項目的成功應用表明，該系統不僅提升了光伏電站的運維效率與發電收益，還為電網的可靠運行與能源轉型提供了技術支撐，成為分布式光伏領域智能化升級