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能源物聯(lián)網(wǎng)
光伏發(fā)電
智慧城市
摘要：京東方能源科技立足自身優(yōu)勢，在光伏發(fā)電領(lǐng)域不斷進(jìn)取，通過和研華科技合作，實現(xiàn)了對離散分布的光伏電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理，運行效果良好，也為未來智能微電網(wǎng)模式下，區(qū)域用電調(diào)度的戰(zhàn)略需求打下了基礎(chǔ)。
京東方能源科技立足自身優(yōu)勢，在光伏發(fā)電領(lǐng)域不斷進(jìn)取，通過和研華科技合作，實現(xiàn)了對離散分布的光伏電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理，運行效果良好，也為未來智能微電網(wǎng)模式下，區(qū)域用電調(diào)度的戰(zhàn)略需求打下了基礎(chǔ)。
2016年 4月 22日，代表全人類共同面對氣候惡化挑戰(zhàn)的《巴黎氣候協(xié)定》在紐約由包括中國在內(nèi)的 170多個國家共同簽署。降低碳排放，使用清潔能源已經(jīng)作為全人類的共識與意志，將不懈的為之努力推進(jìn)。
綠色低碳能源經(jīng)濟(jì)的典型代表之一，光伏產(chǎn)業(yè)自 2013年以來在我國呈現(xiàn)回暖的態(tài)勢，光伏企業(yè)產(chǎn)能利用率得到有效提高，產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長，2015年我國累計裝機(jī)量 43GW，躍居全球首位。
京東方能源科技背靠京東方強(qiáng)大的企業(yè)品牌和資源實力，自 2009年起布局新能源業(yè)務(wù)，京東方從光伏應(yīng)用端入手，成功承接建設(shè)了多個重點光伏發(fā)電項目，如今的京東方能源科技正立足自身優(yōu)勢，在光伏發(fā)電領(lǐng)域不斷進(jìn)取，實現(xiàn)了對離散分布的光伏電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理，運行效果良好，也為未來智能微電網(wǎng)模式下，區(qū)域用電調(diào)度的戰(zhàn)略需求打下了基礎(chǔ)。
分布發(fā)電 集中管理
京東方能源科技研發(fā)和企劃部總監(jiān)韓曉艷博士負(fù)責(zé)主持公司光伏產(chǎn)品的研發(fā)和企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃工作，對京東方能源科技的各個實施項目的細(xì)節(jié)都了如指掌。據(jù)韓博士介紹：屋頂光伏電站屬于分布式發(fā)電，特點就是裝機(jī)容量小，地點分散。自國家出臺鼓勵光伏發(fā)電并網(wǎng)的政策后，發(fā)電站本著“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的原則，把并網(wǎng)售電變成了新的盈利通道。因此，京東方也開始建設(shè)一些自有的光伏電站，以期獲得可持續(xù)的長期穩(wěn)定收益。然而，隨著光伏電站建設(shè)數(shù)量越來越多，各電站運營管理與信息整合成為令京東方頭痛的問題。
出于經(jīng)營成本考慮，不可能每個電站都有專人值守，只能安排定期的清潔和巡視。如果設(shè)備出現(xiàn)問題不能及時處置，就會給企業(yè)造成損失。如果采取遠(yuǎn)程監(jiān)控，由于光伏電站中涉及到的監(jiān)控設(shè)備種類較多、監(jiān)控的設(shè)備地理位置比較分散、設(shè)備的通訊方式各異、設(shè)備的通訊協(xié)多樣化，導(dǎo)致中央服務(wù)器經(jīng)過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)直接采集現(xiàn)場設(shè)備的實時數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)問題變得突出。細(xì)節(jié)問題處理不好，運營者就難以實時地監(jiān)管光伏電站，不能隨時掌握電站的運行狀況，上層系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控需求就無從談起。
京東方經(jīng)過評估后選擇攜手研華科技，研華針對國內(nèi)太陽能應(yīng)用的現(xiàn)狀與需求，提出了可視、可管、可控的智能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，藉此將分散各地的電站以完整的數(shù)據(jù)匯整、統(tǒng)一的管理平臺來達(dá)到對光伏電站的實時控管，進(jìn)而提升光伏電站的整體運維管理效益。京東方采用了研華的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，快速搭建了北京地區(qū)所有自有電站的集中監(jiān)控平臺 ,并且針對光伏特點和用戶要求進(jìn)行了二次開發(fā)。
事實上，京東方光伏電站此前出現(xiàn)過狀況。由于公司駐地遷址，遠(yuǎn)程監(jiān)控工作有所中斷。巧合的是一個發(fā)電站因逆變器設(shè)備故障，一直處于非工作狀態(tài)，直到重新啟動監(jiān)測工作后發(fā)現(xiàn)為止。“遠(yuǎn)程監(jiān)控，集中管理對于光伏電站而言是非常有意義的 !”韓博士不無感慨地說。
電站運營 重在細(xì)節(jié)
京東方光伏電站集控中心采用研華基于 BS架構(gòu)的光伏行業(yè)專屬軟件（SPMS），該軟件透過基于 Web瀏覽器的智能軟件并搭配工業(yè)級的硬件所組合而成的解決方案，它以數(shù)據(jù)擷取、網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)管理等多層架構(gòu)所規(guī)劃出完整系統(tǒng)，讓京東方可以科學(xué)高效地監(jiān)控所有自有的光伏電站。
首先，SPMS支持豐富的通訊協(xié)議可以解決多種品牌前端裝置的接入兼容性問題，任何品牌的匯流箱、逆變器、氣象監(jiān)測儀、視頻攝像頭、安防設(shè)備等各種裝置，都能無縫的接入系統(tǒng)中。而 SPMS的斷線緩存續(xù)傳功能則是在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)出現(xiàn)異常時，系統(tǒng)會先將前端收集來的數(shù)據(jù)暫存于研華的光伏數(shù)據(jù)采集器中，待系統(tǒng)恢復(fù)正常時再上傳給后臺，藉此確保光伏電站數(shù)據(jù)的完整性。再加上 SPMS系統(tǒng)能依據(jù)歷史大數(shù)據(jù)自動生成報告，因此對需要提供完整數(shù)據(jù)來申請政府補(bǔ)助款的光伏電站運營商而言，更是一大亮點。
此外，受惠于 SPMS智能軟件的Browser/Server結(jié)構(gòu)，用戶不用再安裝任何專門的軟件，只要透過能上網(wǎng)瀏覽的計算機(jī)即能掌控電站，因此既可快速擴(kuò)充客戶端點，也不需要特別的維護(hù)工作，還省下了另購軟件的費用；為了更方便管理電站信息，系統(tǒng)專門為光伏應(yīng)用提供的電站信息管理接口可讓用戶隨時地新增、刪除或修改電站數(shù)據(jù)；而且可同時整合地理信息系統(tǒng)（GIS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)的特色，則能讓位于控制中心的管理者在同一平臺上遠(yuǎn)程全方位掌握各電站的狀況。所有電站發(fā)電量的實時數(shù)據(jù)、以及每個逆變器的發(fā)電量，則能以實時的曲線圖呈現(xiàn)在計算機(jī)屏幕上，藉此方便使用者進(jìn)行發(fā)電效率分析；在歷史數(shù)據(jù)報告方面，不論是需要當(dāng)日、每月、每季或年度的發(fā)電量數(shù)據(jù)都能透過簡單的時間設(shè)定后立即取得。再則，系統(tǒng)所提供的組態(tài)軟件 WebAccess還能滿足想自行編寫特殊軟件功能或應(yīng)用程序的用戶需求。
在子電站建設(shè)方面，不論是光伏數(shù)據(jù)采集器、模擬輸入模塊、光電轉(zhuǎn)換器工業(yè)機(jī)等全部采用工業(yè)等級產(chǎn)品。在網(wǎng)絡(luò)配置方面，為了適應(yīng)光伏設(shè)備分散的特性，京東方在前端數(shù)據(jù)采集處配置了光電轉(zhuǎn)換器，以便將只能傳送 100米的以太網(wǎng)絡(luò)與光纖網(wǎng)絡(luò)串連，藉此延長系統(tǒng)的傳輸距離，電站與京東方集控中心則通過研華 3G路由器進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸。
這套以遠(yuǎn)程可視、可管、可控的集中式管理平臺為京東方節(jié)約了大量的人力物力，憑借實時的監(jiān)控、統(tǒng)一的管理大幅提升了電站運維的效率。
韓曉艷博士介紹說：“由于監(jiān)控平臺是基于 Web技術(shù)開發(fā)的，所以不止是在監(jiān)測的機(jī)房，我們使用手機(jī)、pad終端等任何能夠訪問網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，都可以在認(rèn)證登錄后，看到各個電站的運行情況。而且還有報警提醒，和每日的運行報告會以郵件方式發(fā)送到指定郵箱，在管理后臺還可以查詢?nèi)我庵芷趦?nèi)的發(fā)電變化情況，為我們掌握系統(tǒng)的工作效能提供第一手的材料。”
電改后的光伏機(jī)遇
在韓曉艷博士的規(guī)劃中，對分散的電站實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，統(tǒng)一管理是做電站運營的第一步。她說：“接下來，我們要做的是全面推廣，把京東方全國范圍內(nèi)的自有光伏電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控都匯集到京東方的總部來。然后我們將考慮實現(xiàn)不僅是遠(yuǎn)程監(jiān)測，還要有遠(yuǎn)程管控，對無人值守電站進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制操作。”在韓曉艷博士的規(guī)劃目標(biāo)里其實有著光伏行業(yè)大的背景，和京東方企業(yè)自身的戰(zhàn)略。在能源互聯(lián)網(wǎng)化的國家戰(zhàn)略大背景下，新興的智能微電網(wǎng)模式正在摸索推進(jìn)中，智能微電網(wǎng)可在一定的地域范圍內(nèi)，實現(xiàn)區(qū)域化用電調(diào)度。這符合國家發(fā)布的所謂“管住中間，放開兩頭”的最新電改方案，即發(fā)電售電自由競爭，輸電環(huán)節(jié)由國家管制。推進(jìn)這樣有利于打破電力領(lǐng)域壟斷傳統(tǒng)，引入市場活力的體制架構(gòu)，為京東方此類開始經(jīng)營電力運營業(yè)務(wù)的企業(yè)提供了涉足區(qū)域能源調(diào)度平臺的窗口。京東方的戰(zhàn)略構(gòu)想中，可以預(yù)期的集發(fā)電，運營，區(qū)域調(diào)度優(yōu)化于一體的智慧化能源供給模式，將成為未來城市中節(jié)能環(huán)保，低碳生活的先進(jìn)能源供給模式。而蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)平臺正在給曾經(jīng)的光伏集成企業(yè)，帶來扮演未來電力經(jīng)營者角色的新商商機(jī)。
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