光伏电站智慧站场建设策划与管理实践

0 引言

截至 2024 年 12 月底，全国光伏发电装机容量约为 8.9 亿千瓦，占全国发电装机总容量比重约为26.6% ，其在能源板块的重要性日益凸显，光伏电站的精细化、智慧化管理也愈发重要，与光伏发电引领世界一样具有重要的战略意义。随着科学技术的快速发展，特别是前瞻 AI 在能源行业的应用前景，策划条件艰苦的高原地区光伏电站进行智慧化升级，提高光伏电站生产能效和管理能力，提高企业效益。

1 实践背景

项目实施的光伏电站处于高原地区，高寒高冷，自然环境恶劣，气候变化多端，生产运维条件较常规光伏电站难度大：一方面受自然环境限制，工作生活条件艰苦，人员工作能效大幅下降；另一方面项目处于偏远的高海拔地区，远离集中的城镇，物资运输条件差，供应时效性差，运维成本高。项目投产几年后，根据生产运维反馈需要提升的建议，结合最新的行业发展趋势[1]，进行技术可行性研究论证，深入财务经济性分析，明确智慧站场建设目标，确定实施项目，优先技术路线和方案，进行项目实施和管理，达到预期目标。

2 项目策划

了解光伏电站智慧站场行业发展动态，收集掌握国内外能源集团相关指导意见、建设方案、实施案例等，结合项目实际生产运营需要，与行业机构进行多次研讨交流，确定了智慧化升级整体方案总目标为“无人值守、少人值班”，提高智慧化运维水平，提高设备利用率，降低电量损失，提高现场安全管理水平，降低安全风险，降低安全生产工作强度，提高项目整体经济效益。

按照科技项目管理，满足经济性评价收益率要求和技术可实施性，优选确定实施项目：

（一）智能巡检集成系统

在区域集中生产运营中心建设监控平台，在光伏电站建设智能巡检系统，接入现有生产监控系统数据，实现所有平台数据共享，并接入此次新增建设的各系统上报的数据，如事件信息、报警信息、报表等，实现智慧站场信息展示交互总平台功能，是集中式的智慧化信息窗口。

（二）电站智能值班机器人

在区域集中生产运营中心建设一套智能值班机器人系统，接入光伏电站生产系统数据，对被监控设备的主要部件进行特性建模与状态评估，重点监控光伏电站功率偏离、发电量偏离、弃光现象等，实时监控发电情况，及时报警并推送信息，提醒进行设备系统维护，提高设备利用率，增加企业发电效益。

（三）发电厂能效分析系统[2]

在区域集中生产运营中心，搭建一套全公司等级的发电厂能效分析系统，采集功率预测、能源管理系统、系统运行数据以及电网检修、市场交易、发电设备工况等边界信息，计算光伏场站理论发电量。理论电量与实际电量偏差大于设定值，系统告警，通知运行值班人员查找产生偏差的原因，通知维护单位采取措施，减少电量损失。

（四）智能巡检机器人（地面）

建设 2 套适应高原地区的智能巡检机器人系统及机库，在地面按照预定路线自动完成现场设备巡视全覆盖及归库充电，特别是重点设备、重点部位、易发生故障设备，以及按照值班人员临时路线进行巡检，自动进行数据分析和故障判断报警，并将异常数据和报警送入智能巡检集成系统。

（五）无人机智能巡检（天空）

弥补地面巡检机器人的视角盲区，建设 2 套无人机智能巡检系统及机库，单次巡航时间不小于0.5h，每天不小于 3h，在天空按照预设路线自动完成现场设备巡视全覆盖及归库充电，紧急情况下具有夜航能力，自动生成巡检报告，并将检测的异常数据送到智能巡检集成系统。

（六）现场施工作业智能监管

建成 4 套现场施工作业智能监管及系统，在区域集中生产运营中心建设一套现场作业智能监管平

台，配置智能安全帽、智能高清摄像头、智能声光报警等，实现全时全域现场施工作业安全监管，并配置现场双向交互能力，及时报警及提示整改。

（七）现场智能安防系统

根据现场存在光伏发电与放牧结合的实际情况，在厂界出入口及重要路口、海拔高点等新增摄像头，并集成已有的视频监控系统，真正实现场区及室内区域监控全覆盖，并对厂界侵入、设备位移、牲畜破坏设备等进行事件报警，并送人智能巡检集成系统。

（八）智能感知驱动的光伏阵列高效清洁系统

建设光伏阵列清洁状态智能感知系统，结合光伏实际运行数据、实施预测的光伏发电效率等数据，智能制定局部或全局清洁策略。基于搭载成像装置的空中机器人及先进轻量化材料，对光伏阵列进行集成清洁度巡检与清洁清洗，及时发现并减少光伏阵列污染导致的电量损失。

3 建设管理实践

项目完成立项后，进入实施阶段，按照成熟的工程建设管理模式[3]进行管理，如招投标管理、预算管理、技术方案专家审查、开工管理、进度管理、调试验收管理以及日常管理方法的偏差管理、闭环管理等。编制招标文件及技术要求，进行招标采购，严格控制在项目预算范围内，招标确定全国优秀合作单位、研究机构等，进行合作开发，保证项目的技术指标和经济性同时满足前期策划要求，以过程保证结果的闭环。

确定合作单位后，继续深化相关工作。首先，进一步论证编制项目技术方案，并通过外部专家评审并完善后定稿作为实施方案。在此基础上，编制项目开工整套材料，履行严格的开工手续，进行高标准开工建设。项目建设完成后，履行现场工程验收，进行结题，实现目标管理及经济性评价的闭环，完成项目的投运。

项目建设整体是顺利的，满足策划要求。但受项目的技术难度、技术成熟度、高海拔地区的影响，有如下经验总结反馈：

一是进度方面。此类项目技术方面不完全成熟，国内难以找到完全相似相同的业绩，加上价格严格控制，部分项目技术方案论证过程有延误。项目建设在偏远的高海拔地区，物资运输、人力安排较常规地区困难度成倍上升，也对进度造成了影响。

二是技术方案。虽然项目技术方案经过了前期充分论证和外部专家评审，但在实施过程中部分项目还是存在不完善不适用的现象，后续根据现场问题反馈进行升级补充，以实现策划目标，对工期和造价也带来一定的压力。

三是智慧化水平。随着 AI 的发展，智慧化水平是不断提高的。项目实施中，大量采用了新型实用算法，智慧化水平虽然基本满足项目策划目标水平，但智慧化程度离经验丰富的值班员还有一定的差距，需要后续不断的滚动升级完善。

4 结语

光伏电站智慧站场是电力企业下一步重要发展方向，具有重大的战略意义，各大型能源集团逐步推出相关标准规范和指导要求[4][5]。此项目的实施，推动了光伏电站本身的智慧化水平的提高，也推动了一批相关企业的新技术实际应用和产业化升级，实现了双赢，推动了行业进步，实现了预定目标，获得了中国电力设备管理协会电力行业设备管理与技术创新成果二等奖，具有积极示范作用。

参考文献

[1]《智能电厂技术发展纲要》统一书号 155123.3427 中国电力出版社

[2]电力企业能效管理的策略分析》[J].电子技术，2023,52(02):390-391

[3]《电力工程项目管理》9787512386631 中国电力出版社

[4]《国家能源集团新能源智能电站建设规范》

[5]《国家电投集团存量光伏电站智慧化改造典型设计》