Въведение: Когато слънчевата светлина се превърне в „променлива“
В основата на фотоволтаичното производство на енергия е преобразуването на слънчевата радиация в електрическа енергия, а изходната мощност се влияе пряко в реално време от множество метеорологични параметри, като слънчева радиация, температура на околната среда, скорост и посока на вятъра, атмосферна влажност и валежи. Тези параметри вече не са просто цифри в метеорологичните доклади, а ключови „производствени променливи“, които пряко влияят върху ефективността на производството на електроенергия на електроцентралите, безопасността на оборудването и възвръщаемостта на инвестициите. По този начин автоматичната метеорологична станция (АВС) се е превърнала от инструмент за научни изследвания в незаменим „сензорен нерв“ и „крайъгълен камък за вземане на решения“ за съвременните фотоволтаични електроцентрали.
I. Многомерна корелация между параметрите на мониторинг на активната зона и ефективността на електроцентралата
Специализираната автоматична метеорологична станция за фотоволтаични електроцентрали е изградила силно персонализирана система за мониторинг, като всеки елемент от данните е тясно свързан с работата на електроцентралата:
Мониторинг на слънчевата радиация („измерване на източника“ за производство на електроенергия)
Обща радиация (GHI): Тя директно определя общата енергия, получена от фотоволтаичните модули, и е най-важният вход за прогнозиране на производството на електроенергия.
Директно лъчение (DNI) и разсеяно лъчение (DHI): За фотоволтаични панели, които използват скоби за проследяване или специфични двустранни модули, тези данни са от решаващо значение за оптимизиране на стратегиите за проследяване и точна оценка на усилването на генерирането на енергия от задната страна.
Стойност на приложението: Предоставя незаменими данни за сравнение на производителността на производството на електроенергия (изчисляване на PR стойност), краткосрочна прогноза за производство на електроенергия и диагностика на енергийната ефективност на електроцентралите.
2. Температура на околната среда и температура на задната платка на компонентите („температурният коефициент“ на ефективност)
Температура на околната среда: Тя влияе върху микроклимата и изискванията за охлаждане на електроцентралата.
Температура на задната плоча на модула: Изходната мощност на фотоволтаичните модули намалява с повишаване на температурата (обикновено от -0,3% до -0,5%/℃). Мониторингът в реално време на температурата на задната плоча може точно да коригира очакваната изходна мощност и да идентифицира ненормално разсейване на топлината от компонентите или потенциални опасности от горещи точки.
3. Скорост и посока на вятъра („Двуострият меч“ на безопасността и охлаждането
Структурна безопасност: Моментно силни ветрове (като тези над 25 м/с) представляват най-важното изпитание за проектирането на механично натоварване на фотоволтаични носещи конструкции и модули. Предупрежденията за скоростта на вятъра в реално време могат да задействат системата за сигурност и, когато е необходимо, да активират режима за защита от вятър на едноосния тракер (като например „локация на буря“).
Естествено охлаждане: Подходящата скорост на вятъра спомага за понижаване на работната температура на компонентите, като по този начин косвено повишава ефективността на производството на енергия. Данните се използват за анализ на ефекта на въздушното охлаждане и оптимизиране на разположението и разстоянието между решетките.
4. Относителна влажност и валежи („предупредителни сигнали“ за работа, поддръжка и повреди)
Висока влажност: Тя може да предизвика PID (потенциално-индуцирано затихване) ефекти, да ускори корозията на оборудването и да повлияе на изолационните характеристики.
Валежи: Данните за валежите могат да се използват за съпоставяне и анализ на естествения почистващ ефект на компонентите (временно увеличение на производството на електроенергия) и да насочат планирането на най-добрия цикъл на почистване. Предупрежденията за обилни дъждове са пряко свързани с реакцията на системите за контрол на наводненията и дренажните системи.
5. Атмосферно налягане и други параметри (уточнени „спомагателни фактори“)
Използва се за корекция на данни за облъчване с по-висока точност и анализ на научно ниво.
II. Сценарии за интелигентни приложения, базирани на данни
Потокът от данни от автоматичната метеорологична станция, чрез мрежата за събиране на данни и комуникационната мрежа, се влива в системата за мониторинг и събиране на данни (SCADA) и системата за прогнозиране на мощността на фотоволтаичната електроцентрала, което води до множество интелигентни приложения:
1. Прецизно прогнозиране на производството на електроенергия и диспечерското управление на мрежата
Краткосрочно прогнозиране (почасово/преди ден): Комбинирайки данни за облъчването в реално време, карти на облачността и числени прогнози за времето (NWP), то служи като основна основа за диспечерските отдели на електропреносната мрежа, за да балансират нестабилността на фотоволтаичната енергия и да гарантират стабилността на електропреносната мрежа. Точността на прогнозата е пряко свързана с приходите от оценка на електроцентралата и стратегията за търговия на пазара.
Ултракраткосрочно прогнозиране (на ниво минута): Основано главно на наблюдението на внезапни промени в облъчването в реално време (като например преминаване на облаци), то се използва за бърза реакция на AGC (Автоматично управление на производството) в електроцентралите и за плавно производство на енергия.
2. Задълбочена диагностика на работата на електроцентралата и оптимизация на експлоатацията и поддръжката
Анализ на коефициента на производителност (PR): Въз основа на измерените данни за облъчване и температура на компонентите, изчислете теоретичното генериране на мощност и го сравнете с действителното генериране на мощност. Дългосрочният спад в стойностите на PR може да показва повреда на компонентите, петна, запушвания или електрически повреди.
Интелигентна стратегия за почистване: Чрез цялостен анализ на валежите, натрупването на прах (което може да се определи индиректно чрез затихване на облъчването), скоростта на вятъра (прах) и разходите за загуби на енергия, динамично се генерира икономически оптимален план за почистване на компоненти.
Предупреждение за състоянието на оборудването: Чрез сравняване на разликите в производството на енергия на различни подматрици при едни и същи метеорологични условия, могат бързо да се открият повреди в комбиниращите кутии, инверторите или стринг нивата.
3. Сигурност на активите и управление на риска
Предупреждение за екстремни метеорологични условия: Задайте прагове за силни ветрове, силен дъжд, силен снеговалеж, екстремно високи температури и др., за да постигнете автоматични предупреждения и да насочите оперативния и поддържащия персонал да предприеме защитни мерки, като например предварително затягане, подсилване, отводняване или регулиране на режима на работа.
Застраховки и оценка на активи: Осигуряване на обективни и непрекъснати записи на метеорологични данни, за да се предложат надеждни доказателства от трети страни за оценка на загубите при бедствия, застрахователни искове и сделки с активи на електроцентрали.
Iii. Системна интеграция и технологични тенденции
Съвременните фотоволтаични метеорологични станции се развиват към по-висока интеграция, по-голяма надеждност и интелигентност.
Интегриран дизайн: Сензорът за радиация, измервателят на температура и влажност, анемометърът, колекторът за данни и захранването (слънчев панел + батерия) са интегрирани в стабилна и устойчива на корозия мачтова система, което позволява бързо разгръщане и работа без нужда от поддръжка.
2. Висока прецизност и висока надеждност: Класът на сензора се доближава до стандарта от второ или дори първо ниво, като включва функции за самодиагностика и самокалибриране, за да се гарантира дългосрочна точност и стабилност на данните.
3. Интегриране на периферни изчисления и изкуствен интелект: Извършване на предварителна обработка на данни и оценка на аномалии в края на станцията, за да се намали натоварването от предаване на данни. Чрез интегриране на технологията за разпознаване на изображения с изкуствен интелект и използване на устройство за изображения на цялото небе, което да помогне за идентифициране на типовете облаци и обемите им, точността на ултракраткосрочните прогнози се подобрява допълнително.
4. Цифров близнак и виртуална електроцентрала: Данните от метеорологичната станция, като прецизен вход от физическия свят, задвижват цифровия модел на близнака на фотоволтаичната електроцентрала, за да извършва симулация на производството на енергия, прогнозиране на повреди и оптимизация на стратегията за експлоатация и поддръжка във виртуалното пространство.
Iv. Случаи на приложение и количествено определяне на стойността
Фотоволтаична електроцентрала с мощност 100 MW, разположена в сложен планински район, след внедряване на мрежа за микрометеорологичен мониторинг, състояща се от шест подстанции, постигна:
Точността на краткосрочното прогнозиране на мощността се е подобрила с приблизително 5%, което значително намалява глобите за оценка на мрежата.
Чрез интелигентно почистване, базирано на метеорологични данни, годишните разходи за почистване се намаляват с 15%, а загубите на енергия, причинени от петна, се намаляват с повече от 2%.
По време на силно конвективно време, режимът на ветрозащитна защита е бил активиран два часа предварително въз основа на предупреждението за силен вятър, което е предотвратило евентуални повреди по опорите. Смята се, че загубите са намалени с няколко милиона юана.
Заключение: От „Да разчитаме на природата за прехрана“ до „Да действаме в съответствие с природата“
Приложението на автоматични метеорологични станции бележи промяна в работата на фотоволтаичните електроцентрали от разчитане на опит и обширно управление към нова ера на научно, прецизно и интелигентно управление, съсредоточено върху данните. То позволява на фотоволтаичните електроцентрали не само да „виждат“ слънчевата светлина, но и да „разбират“ времето, като по този начин максимизират стойността на всеки слънчев лъч и повишават приходите от производство на електроенергия и сигурността на активите през целия жизнен цикъл. Тъй като фотоволтаичната енергия се превръща в основна сила в глобалния енергиен преход, стратегическата позиция на автоматичната метеорологична станция, която служи като нейно „интелигентно око“, със сигурност ще става все по-важна.
За повече информация за метеорологичната станция,
Моля, свържете се с Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Уебсайт на компанията:www.hondetechco.com
Време на публикуване: 17 декември 2025 г.