減碳、低碳是中國發(fā)展的必由之路，這不僅是為了緩解全球氣候問題，也是中國破解能源供給難題的必然選擇。按照規(guī)劃，到2030年，中國以風電光伏為主的新能源裝機規(guī)模將達到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)質基礎。在川西大山里，僅雅礱江干流的水電可開發(fā)容量就有約3000萬千瓦，兩岸風能、太陽能可開發(fā)容量超過6000萬千瓦，抽水蓄能容量超1000萬千瓦，總體可開發(fā)清潔能源總規(guī)模超過1億千瓦。國家已經(jīng)將雅礱江流域規(guī)劃為特大型水風光一體化示范基地，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”媒體探訪活動來到了川西高山大河之間，實地探訪了柯拉一期光伏電站的建設情況。
科學規(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一期項目，總面積約16平方公里，裝機規(guī)模100萬千瓦。由于電站位于川西偏遠的高原上，海拔最高超過4600米，海拔高、地形復雜，因此規(guī)劃、建設、運維等方面都面臨著巨大挑戰(zhàn)。與此同時，當?shù)貧庀髼l件變化快，光功率預測不準，實際產(chǎn)能功率波動大，對技術設備和現(xiàn)場管理帶來了諸多困難。
電站技術人員告訴記者，2023年6月電站并網(wǎng)投產(chǎn)，共使用了212萬塊光伏組件、5000多臺逆變器、300多臺箱式變電站，部署樁基53萬根，場地面積約16平方公里。設備多、面積大，全靠人工管理不現(xiàn)實，必須要引進創(chuàng)新的技術手段實現(xiàn)全周期智能化管理。為此雅礱江公司與華為、中國電科院等設立了聯(lián)合創(chuàng)新中心，共同破解技術難題。
經(jīng)過周密研究，華為向雅礱江公司提供了“規(guī)-建-維-營全生命周期數(shù)字化”解決方案。該方案以智能算法為核心，構建了百萬設備接入、全面診斷分析和數(shù)據(jù)處理三大能力，使之成為電站項目“全生命周期數(shù)字化”的堅實底座，并在此基礎上打造了實景建模、施工進度管理、工程質量管理、工地安全管理、設備運維管理、電站運行保障、電站智能控制、多能協(xié)同、輔助決策、場站運營管理等多個方面的數(shù)字化、智能化應用。
設計與建設數(shù)字化，精準、高效、可預測
雅礱江柯拉一期光伏電站從設計到建設，全程采用了數(shù)字化技術。在電站設計階段，雅礱江公司與華為借助3D建模和設計軟件等工具，進行電站的選址、建模、繪圖和模擬等，大大簡化了選址流程，也提高了設計效率，避免了很多不必要的設計失誤。
在電站建設階段，由于現(xiàn)場非常偏遠、地形復雜，施工和現(xiàn)場管理難度很大，華為為施工方提供了無人機系統(tǒng)進行現(xiàn)場管控。該系統(tǒng)利用華為的3D建模引擎及傾角識別算法，可以實時識別樁體、支架、組件等安裝數(shù)量，精準統(tǒng)計施工進度;判斷組件安裝角度和樁體垂直度，有效提高施工過程中的質量管控水平。無人機系統(tǒng)還可以自動識別危險區(qū)域入侵、未戴安全帽、高空作業(yè)未系安全繩等情況，以無人機喊話來進行督導、勸離。
據(jù)記者了解，雅礱江公司還與華為合作，在建設中的117萬千瓦扎拉山光伏電站項目上首次部署了智能工程管理平臺解決方案。該方案具有厘米級的實景建模引擎，可以還原電站的三維地貌，在線跟蹤施工進度，智能識別錯建、漏建情況，并實施監(jiān)測施工現(xiàn)場進展情況。該項目預計會在2025年全容量并網(wǎng)發(fā)電。
運維數(shù)字化，整體效率提高50%以上
如果說大山深處的建設難，那么建成之后年復一年的運維更難，畢竟需要工作人員經(jīng)常性地巡視、排查故障。光伏電站運維非常關鍵，每天都有海量的設備、器件需要查看、維護、排查，工作人員也非常辛苦。不過在雅礱江柯拉一期光伏電站項目中，華為提供了電站營維數(shù)字化解決方案，該方案將巡檢、分析、診斷、定位、修復等融于一體，可以一站式完成檢運維綜合管理任務，端到端覆蓋整個運維流程。
據(jù)電站技術人員介紹，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覆蓋端到端流程的“智能運維駕駛艙”。這個智能艙以華為智能光伏電站管理系統(tǒng)為支撐，采集場站內的發(fā)電、告警數(shù)據(jù)并進行智能分析和診斷，對故障運維的經(jīng)濟性進行分析，并根據(jù)優(yōu)先級和分布自動規(guī)劃運維路線。隨后利用站內導航系統(tǒng)，將運維人員快速引導至故障設備處進行處理。 現(xiàn)場實測表明，站內導航可縮短逆變器定位時間30%以上，大幅縮減運維人員走動尋找的距離，整體運維效率提高了50%以上，提升了高海拔光伏電站運維的少人、無人水平。
以數(shù)字化為翼，重塑運營
隨著時間的推移，建成投產(chǎn)的電站設備會逐漸老化、產(chǎn)能效率衰減，因此電站在做好運維工作之外，還需要及時引入先進的數(shù)字化、智能化技術，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目部署了PR深度分析系統(tǒng)。
技術人員告訴記者，PR深度分析系統(tǒng)可以呈現(xiàn)整站及單個子陣的發(fā)電效率，并通過分析各部件發(fā)電數(shù)據(jù)，給出組件損耗、低效設備損失、設備故障損失、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。這樣可以輔助運維人員制定運維計劃，改善柯拉電站的發(fā)電效率，還可以與其他電站進行對比，幫助客戶獲得建站和設備選型經(jīng)驗。
記者了解到，柯拉一期光伏電站屬于“水光互補”電站，光伏發(fā)電通過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”極具潛力。不過在光伏發(fā)電最令人頭痛的是發(fā)電功率難以控制，需要設法精準預測光功率。為解決這個問題，華為創(chuàng)新地將氣象大模型應用在了光伏領域，將數(shù)據(jù)治理和模型自更新技術與AI算法結合，開發(fā)出了高精度的輻照轉功率技術，短期光功率預測準確度平均值達到90%以上。
通過引入全生命周期的數(shù)字化技術，雅礱江流域正在迅速崛起一個全球領先的綠電生產(chǎn)基地，這是中國新一代數(shù)字化、智能化能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的巨大成就，也為世界各國落實“雙碳”承諾提供了切實可行的前進方向。（飛象網(wǎng) 計育青/文)
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