Khi các công nghệ như 5G, trí tuệ nhân tạo và cặp song sinh kỹ thuật số tràn vào các nhà máy điện quang điện, chế độ hoạt động truyền thống dựa vào kiểm tra thủ công và ra quyết định kinh nghiệm đang bị đảo ngược hoàn toàn. Chuyển đổi kỹ thuật số cho phép các nhà máy điện quang điện có khả năng "tự nhận thức, ra quyết định tự động và thực hiện tự động", không chỉ cải thiện hiệu quả vận hành và bảo trì hơn ba lần, mà còn khám phá tiềm năng phát điện thông qua phân tích dữ liệu chính xác, giảm chi phí điện.
1 Nhận thức toàn cầu: Trang bị các trạm năng lượng với "thiết bị đầu cuối thần kinh"
Việc triển khai các mạng cảm biến phân tán cho phép giám sát thời gian thực về tình trạng nhà máy điện. Trong trạm điện mặt đất quy mô lớn 1GW ở Qinghai, mỗi 20 tấm quang điện được trang bị một cảm biến dòng điện chuỗi và mỗi 500 tấm được lắp đặt với một trạm khí tượng (ánh sáng giám sát, nhiệt độ, tốc độ gió). Bộ biến tần, máy biến áp hộp và các thiết bị khác được trang bị hơn 100 điểm giám sát trạng thái. Các cảm biến này thu thập dữ liệu cứ sau 10 giây và truyền nó đến một nền tảng đám mây thông qua mạng riêng 5G, tạo thành cơ sở dữ liệu thời gian thực chứa hơn 2 triệu điểm dữ liệu. Khi một bảng quang điện trải qua dòng điện giảm 5% do làm mờ, hệ thống có thể định vị vị trí lỗi trong vòng 30 giây, hiệu quả hơn 2880 lần so với kiểm tra thủ công truyền thống (với thời gian phát hiện trung bình là 24 giờ).
Máy bay không người lái và robot đảm nhận nhiệm vụ "kiểm tra di động". Máy bay không người lái được trang bị camera độ nét cao và các thiết bị hình ảnh nhiệt hồng ngoại có thể kiểm tra 1000 mẫu đất điện mỗi giờ, với tỷ lệ chính xác là 98% trong việc xác định các khiếm khuyết như các vết nứt ẩn và điểm nóng trên các tấm quang điện; Robot kiểm tra mặt đất di chuyển dọc theo đường ray mảng quang điện, loại bỏ bụi bề mặt của bảng qua cánh tay robot và quét biến dạng của khung bằng radar laser. Tại một nhà máy điện sa mạc ở Tân Cương, máy bay không người lái và robot hợp tác để duy trì độ sạch của các tấm quang điện ở mức hơn 90%, tăng 2%sản lượng hàng năm và giảm 500000 nhân dân tệ mỗi năm.
2 Ra quyết định thông minh: Tối ưu hóa sản xuất điện điều khiển AI
Các thuật toán học máy đã trở thành 'động cơ vô hình' để tăng sức mạnh. Dựa trên dữ liệu phát điện và dự báo khí tượng lịch sử, các hệ thống AI có thể dự đoán chính xác việc phát điện vào ngày hôm sau với tỷ lệ lỗi được kiểm soát trong phạm vi 5%, cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho việc điều phối lưới điện. Quan trọng hơn, AI có thể tự động tối ưu hóa chiến lược hoạt động của các mảng quang điện: trong thời tiết nhiều mây, bằng cách điều chỉnh các tham số MPPT (theo dõi điểm công suất tối đa) của biến tần, hiệu suất phát điện có thể được cải thiện 1% -2%; Khi phát hiện bóng cục bộ, chuỗi bị ảnh hưởng sẽ tự động khớp với các chuỗi khác để giảm mất điện. Dịch vụ tối ưu hóa được cung cấp bởi một công ty thuật toán nhất định cho một nhà máy điện 100MW đã tăng sản lượng điện hàng năm lên 1,5 triệu kWh, tương đương với việc kiếm thêm 600000 nhân dân tệ.
Công nghệ sinh đôi kỹ thuật số xây dựng một "hình ảnh ảo" của nhà máy điện. Trên màn hình máy tính, mô hình ba chiều của nhà máy có thể được xem 360 độ và các tham số mô hình được đồng bộ hóa hoàn toàn với thiết bị thực tế-nhấp vào bất kỳ biến tần nào có thể xem điện áp, dòng điện và nhiệt độ thời gian thực của nó; Mô phỏng các đường cong phát điện trong các điều kiện ánh sáng khác nhau để cung cấp hỗ trợ quyết định cho việc mở rộng hoặc cải tạo nhà máy điện. Một nhà máy điện phân tán trên tầng thượng ở tỉnh Giang Tô đã tối ưu hóa góc lắp đặt của các tấm quang điện thông qua hệ thống đôi kỹ thuật số, dẫn đến việc tăng điện mùa hè tăng 8%. Đồng thời, ba lỗi đặt cáp đã được phát hiện, dẫn đến tổn thất đường dây. Sau khi chỉnh lưu, 50000 kWh điện được tiết kiệm hàng năm.
3 Hoạt động không người lái: Một mô hình mới cho hoạt động và bảo trì từ xa
Mô hình của "Trung tâm điều khiển tập trung+Trạm bảo trì và vận hành khu vực" đã thay thế hoạt động và bảo trì tại chỗ truyền thống. Trong khu công nghiệp quang điện ở Gansu, 10 trạm điện với tổng công suất 500MW được quản lý bởi một trung tâm điều khiển tập trung và 30 nhân viên vận hành và bảo trì giám sát tình trạng của tất cả các thiết bị thông qua các màn hình lớn. Chỉ khi hệ thống đưa ra cảnh báo lỗi nghiêm trọng, nhân viên được phái đến trang web để xử lý. Mô hình này làm tăng công suất quản lý bình quân đầu người của các trạm điện từ 5MW xuống 20MW và giảm 75%chi phí lao động. Hệ thống điều phối thông minh của Trung tâm kiểm soát tập trung sẽ tự động tạo kế hoạch bảo trì tối ưu dựa trên loại lỗi, vị trí địa lý và kỹ năng nhân sự, giảm thời gian sửa chữa lỗi từ 4 giờ xuống còn 1,5 giờ.
Cơ chế phòng thủ tự động đảm bảo sự an toàn của nhà máy điện trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Khi một cảnh báo bão được đưa ra, hệ thống thông minh của nhà máy điện ven biển sẽ tự động điều chỉnh các tấm quang điện thành một góc ngang (giảm khu vực bị ảnh hưởng gió) và cắt nguồn điện của hộp Combiner; Trong thời tiết bão tuyết, thiết bị sưởi ấm được kích hoạt để làm tan chảy tuyết trên bề mặt của các bộ phận để tránh bị nghiền nát. Trong Typhoon Lekima, một nhà máy điện ven biển ở tỉnh Chiết Giang đã duy trì tỷ lệ toàn vẹn của thiết bị 98% và giảm 80% tổn thất so với các trạm điện truyền thống thông qua các biện pháp phòng thủ tự động.
Việc chuyển đổi kỹ thuật số của các nhà máy điện quang điện không chỉ là một bản nâng cấp công nghệ, mà còn là một sự đổi mới trong triết học hoạt động. Nó biến đổi các nhà máy điện quang điện từ "các cơ sở cơ học" thành "các dạng sống thông minh", đạt được việc giảm chi phí và cải thiện hiệu quả thông qua các phương pháp điều khiển dữ liệu và cung cấp mô hình hoạt động bền vững cho sự phát triển quy mô lớn của ngành công nghiệp quang điện. Với sự thâm nhập hơn nữa của công nghệ, nhà máy điện quang điện trong tương lai sẽ nhận ra hoạt động hoàn toàn tự động của "can thiệp thủ công bằng không" và trở thành một nút thông minh hiệu quả và hợp tác trong Internet năng lượng.