云端之上 光景无限—研华助力光伏扶贫破解运维难题
2020-6-1 来源：-- 作者：-
光伏发电具备绿色环保、安全可靠、投入少、见效快、建设周期短等优势，2015年到2019年底，国家能源局已累计下达光伏扶贫规模1910万千瓦，帮扶贫困户407万户。在政策红利下，光伏扶贫电站建设规模之大、力度之强前所未有。
调节“失衡”的产业模式
然而，一方面是政策和资金支持下的大规模建设，另一方面是农村复杂而薄弱的现实条件，前重后轻的发展模式，薄弱的运维环节成为光伏扶贫电站设备和组件高效运行的桎梏，同时也制约着同步并网、电量消纳、收益分配等环节无缝衔接。
为补齐这一“短板”，2016年3月到2019年3月国家能源局、国家发展改革委、国务院扶贫办等先后印发《关于实施光伏发电扶贫工作的意见》、《光伏扶贫电站管理办法》、《国务院扶贫办综合司关于加强全国光伏扶贫信息监测工作的通知》，要求县级政府建立运行管理系统，光伏扶贫电站有关信息统一纳入国家可再生能源信息管理平台，并对村级光伏扶贫电站数据采集终端做了技术规范。一系列的举措规范了建设和管理标准，同时也提高了行业门槛，促进光伏扶贫产业的健康有序发展。
后疫情时期的光伏扶贫路在何方？
2020年，是“十三五”规划的最后一年，也是脱贫攻坚、全面实现小康社会的决胜之年，根据《中共中央 国务院关于打赢脱贫攻坚战三年行动的指导意见》，确保到2020年贫困地区和贫困群众同全国一道进入全面小康社会。这时，突如其来的疫情对产业规划、提振经济提出了新命题。不仅要保证现有电站的收益以保证农户的收入，还需在现有电站基础上进行新建电站和现有电站的管理升级等投资决策，保证所有电站在脱离扶贫补贴之后实现自我 “造血”。
不论是设备运行、组件监测等运维需求，还是并网结算、电站管理需求，都需要有详细的数字支撑才能实现。率先掌握大数据、物联网、云计算等技术优势将率先获取爆发先机。
从台前县光伏扶贫看光伏电站数字化升级之路
在河南省台前县，光伏扶贫电站的数字化升级项目已经取得初步建设效果，实现了“云+端”的数字化管理，当地贫困农户定期收益透明公开，也为后期规模扩展、追加投资提供了科学依据。
该项目由上海颂良网络工程有限公司（以下简称上海颂良）承接完成，作为新能源领域的专业服务商，上海颂良以丰富的方案设计、施工和服务经验，在台前县扶贫电站的数字化升级项目中一举中标。研华在方案设计、规划、实施中提供数据采集、现场监测、边缘侧分析、关键数据共享、云平台运维、APP移动式管理等完整的智慧光伏解决方案与服务。
数量多、分布散、标准不统一——光伏扶贫痛点需要一站式解决
发电量15.35兆瓦的河南省台前县光伏扶贫项目是拥有125座村级光伏电站的庞大体系，相比较普通的光伏电站，在运行、运营过程中面临更多难题。最突出的问题是电站小而散，125座电站分布在9个乡镇89个行政村，单定期巡检和维护保养的工作量就非常大，一旦需要故障排查和维修就更需大量专业人员。在当地，看护、巡检及维修人员的专业水平和数量都难以匹配这些复杂、繁重的运维需求。可以预见的是，通过数据的采集和分析，能够从根本上解决人力不足和专业度的问题。
由于前期电站建设时间集中，又没有统一的标准，造成电站规模不一，逆变器品牌多，通讯协议规约不统一，这使得数据采集难度倍增。 “由于村级电站都地处偏僻，每个电站情况不一，仅前期摸排和设计就需投入大量时间和精力。”上海颂良作为施工方，经受住了各方面的考验，其项目经理金陵提到，“研华具有成熟的方案经验，根据电站规模和周边环境辅助进行方案设计，包括走线方式、线缆选择、埋线深度、串口连接、后台数据处理等都有相应的指导，我们在半个月之内就完成了125个村级电站管理方案的量身定做。”
远程运维平台+远程数据监测 双管齐下
方案包括远程运维平台和远程数据监测两部分：远程运维平台由通讯前置机、数据库服务器、应用服务器、运维及报表工作站等设备支撑，负责电站监测终端数据采集与处理，进行历史数据库缓存并对接云存储平台，实现发电分析、经济指标统计分析、主动抢修支撑、经济运行、自动化设备缺陷管理、模型/图形管理等运行管理功能。远程数据监测功能由通讯管理机承担，实现正/反向隔离、纵向加密、防火墙等，负责与国网电商云平台、河南省供电公司，以及国网物资平台实现实时数据交互和信息共享，有效支撑电网的安全运行。
台前县光伏扶贫集控运维平台系统拓扑图
快速采-存-传 彻底解决数据拥塞
台前县光伏扶贫项目中，搭建了以研华边缘智能网关ECU-1251承担数据采集、传输和边缘侧处理的底层架构，兼容解析300多种通讯协议，支持国网电商云平台及电力规约，一站式解决传统光伏数据采集难题。ECU-1251最为显著的优势是数据采集更全面且拓展性更强，避免了传统方式利用逆变器通讯模块采集不到周边设备数据的难点，还可以在后期需要时随时添加各种业务功能。针对传统数据采集使用GPRS传输协议经常发生的数据丢包的现象，ECU-1251具备断点缓存功能，能够在网络中断时缓存数据，网络恢复后再传到服务器上，保证数据的完整性。内置VPN功能，实现远程管理功能，远程升级、远程配置、远程维护，大幅度节省现场差旅成本。内置编程算法则让数据采集兼备了“智能”功能，通过在边缘侧进行数据的一次处理，使得数据传输更加轻量化，有效解决占用端口资源造成数据拥塞的传统难题。
边缘智能网关ECU-1251
云平台+移动端APP：光伏电站走向智能化
掌握发电数据，核算准确能效比，对于有效利用社会资源、辅助科学决策具有重要的基础作用。目前，分布式光伏电站在监控和运维方面都存在“信息孤岛”的现象：不同品牌逆变器设备都有自己的监控软件大多“各自为政”，专业的运维人员在维护过程中需要安装不同厂商的APP，在多个平台频繁切换以查看各电站的运营情况。同时，大多运维软件也不支持个性化开发，新的运维需求难以实现。而不同厂家运维软件在私有云的部署也很难实现。
在台前县监控中心，研华在私有云上部署了基于B/S架构的运维软件Solar Power Management System（简称SPMS），既保证了数据的安全性，又可实时监测设备工作状态，减少巡检成本，快速定位故障点，成为当地政府提高运营效益的重要手段。
“研华的SPMS运维平台设计为我们提供了核心大脑。”金经理这样比喻。在运维平台和移动APP上呈现关键资产数据、跟踪设备状态、接收警报通知，并执行系统管理和配置。与此同时，高性能数据网关ECU-1251内置WISE-PaaS/EdgeLink支持数据转换功能，整合电站现场数据至相应的管理系统和云平台。
“目前项目已经进入试运行阶段，系统运行非常稳定，功能完全达到预期效果。”金经理说当地政府对试运行效果非常满意，“研华的产品都具有很高的防护等级，能够在严苛环境下长期稳定运行，并且还可以远程维护和升级，这些都为后期服务和功能升级提供了可能性。”
“云+端”光伏电站集控管理平台
通过实际验证，该方案实现了光伏扶贫电站的可视化、可管理、可维护，将数量庞大的分散的电站数据进行实时、完整采集，统一的管理平台，从而帮助用户提升整体运维管理效益。随着光伏扶贫产业步入向管理要效益，向运维要效益的新阶段，建立高效的数字化运营模式将成为新需求。
“研华在前期方案设计、施工技术指导、软件的调试和远程维保整个合作过程中，都让我们非常放心。”金经理介绍说，基于一期实时的数据共享和分析，台前县光伏电站投资和收益符合2020年运营预期，二期新建电站的数字化建设也即将开始。
2020年，光伏扶贫即将完成历史使命，“脱贫”任务转化为“致富”目标，光伏电站的数字化效能已经显现。研华对应该项目的行业经理也表达了积极参与项目的初衷：“我们希望将数字化与光伏扶贫项目紧密结合，为国家投资决策提供科学严谨的数据依据，让贫困地区的人享受到科技进步带来的收益，为推广清洁能源和保护环境做更大的贡献。”
专注新能源，描绘美好未来
2020年是“十三五”收官之年也是 “十四五”开启之年，国家提出了涉及九大领域的“新基建”战略，将数字化、网络化、智能化作为产业发展的新动能。截至3月，全国11个省市区发布了2020年重点项目投资总计34亿的计划清单，这一战略将在提振国家经济、促进产业健康发展、保障民生、提高人民生活水平发挥重要的基础作用。
未来，立足新能源，拓展新基建，上海颂良与研华将持续做好产业深耕和创新合作，双方优势互补，打造更加直观、更多维度和更细颗粒度的数字化定制方案和技术支持，实现“共创、共享、共赢”的发展愿景。
（来源：研华）
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