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光伏,迈入AI时代

作者/来源:光伏们   发表时间:2020-06-09 07:58:11

以光伏为主力军的可再生能源一定是未来能源的主流趋势。但是如何提高光伏的渗透率,让光伏从平价能源走向优质的主流能源?我们还面临着很大的挑战。

华为智能光伏引领了光伏发展的三个时代。从最初的数字化+光伏,互联网+光伏,到AI+光伏的时代。数字化是实现智能化的基础。数字化程度越高,智能越容易实现。2020年,华为将加深智能光伏与全栈全场景AI解决方案的深度融合,打造端边云协同的核心架构,真正激发每个电站价值,加速行业智能化升级。

端:进一步升级光伏逆变器为智能光伏控制器,实现数据的高精度实时采集、组串级发电优化实时控制、直流拉弧实时检测、并网控制实时响应,具备端侧实时推理执行和自闭环控制能力;

边:子阵控制器实现智能化升级,嵌入AI推理模组,通过对端侧数据的实时采集和最优发电控制AI模型的实时推理,实现子阵的最优发电优化和最优并网控制;

云:在管理系统上部署AI训练和推理平台,在无需对现有设备进行改变的情况下,实现持续训练,不断优化AI算法模型,持续提升系统发电量和潜在故障诊断准确率。实现对端边设备的推理模型及时批量更新、高效协同。

1.重构MPPT,释放组串最大潜力

SDS应需而生。其全称叫Smart DC System。主要的设计理念改变了原来组件、支架、逆变器各自为政的情况,实现了双面组件+跟踪支架+多路MPPT智能光伏控制器的闭环协同融合,使整个直流系统达到最佳状态。其优化了传统的天文算法,智能光伏控制器就像一个聪明的大脑,自学习跟踪优化算法,并且不断进化,基于神经网络的AI训练与建模,让跟踪支架调整到最优角度,发挥电站每串组件的最大潜力。

过去1年,华为在现场电站做了大量的测试。以安徽省濉溪县实测验证结果为例,测试周期183天,实际提升发电量1.31%以上。在中广核、黄河水电等项目中发电量也提升0.5%~1%。

2.重构直流安全,快准全面防护

“AI智能电弧防护”,是华为在行业首次将AI算法融入AFCI,通过更精准的电弧检测,更迅速的故障保护,全面保障分布式光伏的安全。AI BOOST的AFCI,有三个独特的性能。第一,通过AI模型持续高效学习更多电弧特征,达到超百万量级电弧特征库;第二,依托强劲本地芯片算力,主动识别并分析超92个电弧特征对比点,精准检测,不误报,不漏报,带来全面升级防护;第三,400ms内快速关机切断电源,远远优于2.5s行业标准,帮助用户打造极致安全的屋顶光伏电站。

3.重构运维,走向无人化

AI BOOST的智能IV诊断技术,可以远程一键对所有组串进行扫描,100MW电站10分钟内自动输出诊断报告。并主动向运维人员发出维修需求、问题诊断、确切位置,这就是光伏电站的“零巡检”体验。在此帮助下,运维效率提升50%以上。同时AI融合技术进一步复制专家经验,对更多的故障进行检索、筛选、排查、甄别等,让电站长期保持在健康状态,并处于主动式保养。

AI技术集成海量专家经验,代替运维专家进行诊断决策;无人机巡检,机器人自动操作维护,代替运维海量重复性工作。它将人从枯燥的劳动中解放出来,越来越多的简单性、重复性、危险性任务由人工智能系统完成,在减少人力投入,提高工作效率的同时,还能够比人类做得更快、更准确。

4.重构并网算法,更强支撑

华为智能逆变器集成全球领先的算法架构,具备更强的控制能力,在业内引入阻抗重塑的AI技术,融合动态阻尼适配等多种领先并网算法,AI自学习能主动识别电站的电气特性,自动调整并网算法匹配电网,比如支持HVDC场景送端,支持电网短路容量比SCR下限1.5,高穿功率不降额,更好的弱电网接入能力和故障超越能力,在业内处于绝对领先地位。未来逆变器并网控制能力需要持续提高,支持更弱电网接入,低SCR情况下,保障稳定运行不脱网。从跟随电网,到支撑电网,并最终走向电网重构,独立成网。让光伏从平价能源走向优质的主流能源。

5.三级协同,打造最优电站

华为的方法是让“逆变器、子阵、电站” 实现三级协同。从部件高效,到系统高效,最终走向电站协同高效,从而打造最优的发电。首先在设备层面,主要提升逆变器的效率和功率密度,以及免维护的可靠性设计,同时在边缘端的逆变器也开始具备AI感知和推理能力;子阵层面,设备间互联互感,协同优化。比如双面组件、跟踪支架控制、逆变器组成智能直流闭环系统,采用AI自学习、大数据特征挖掘的技术,实现在线动态调整跟踪支架角度,找到最优,充分释放每个组串的潜力;电站层面,在智能子阵及边缘计算的推动下,光伏电站能主动感应到电网需求,自动调整运作状态,实时在线协同。比如在满足电网功率因素要求下,实现子阵内有功无功的最优调节,让整体电站发电量最优。

AI+光伏=绿色的智能世界

人工智能会像水像电一样无所不及,它是引领未来的战略性技术,是光伏产业变革走向智能化的核心新引擎。2020年将会是云、AI、5G三大技术真正发生聚变反应的元年。当光伏遇上AI,产业突破极限,被重构,重新定义;而当AI遇上光伏,一个万物感知、万物互联、万物智能的新世界,变得更加绿色而生机盎然。