摘要:现代社会的不断发展对我国电力行业提出了更高的要求,在此过程中,科学应用无人机强化巡检工作能够对其相关工作开展的有序性和可持续性进行更高程度的保障,具有极其重要的现实意义,相关工作人员必须对其加强重视,本文首先分析无人机在分布式光伏电站中的具体应用,然后以此为基础,进一步探究基于无人机实现的巡检系统,希望能够有效推进我国现代电力行业的发展,为国家经济水平的进一步提升创造良好的条件,使其更高程度的满足现代经济建设和科技发展对电力行业提出的最新要求。
关键词:分布式光伏电站;无人机
引言
受国家激励政策调控和光伏产业链成本持续下降影响,全国光伏发电呈现出井喷爆发式发展,如何做好光伏电站前期并网的服务工作和后期运行过程中的维护管理工作,是国家电网公司保证“阳光扶贫”政策有效落地的重点工作,更是保障光伏用户补贴收益和光伏电站长期安全稳定运行的关键所在。
1、分布式光伏电站基本原理
光伏虚拟同步发电机主要组成部分包括光伏阵列、逆变器、储能单元等,而储能单元又包括蓄电池和双向DC/DC变流器。光伏虚拟同步发电机的基本实现思路为:光伏阵列和储能单元并列运行,通过对储能单元中双向DC-DC变换器的电压参考值的修正来控制光伏阵列的最大功率跟踪运行;在逆变器控制系统中导入类似于传统同步发电机的转子运动方程,包括有功-频率下垂控制和无功-电压下垂控制,进而能够实现虚拟同步发电机的基本功能。光伏虚拟同发电机的控制部分主要在逆变器控制系统实现,其控制系统主要包括有功-频率控制部分、无功电压控制部分以及VSG控制部分,分别是模拟传统同步发电机的调速器部分、励磁调压系统以及同步发电机运动特性方程,通过3个控制部分的共同作用,能够实现模拟传统同步发电机的外特性[1]。
2、影响光伏功率预测准确率的因素
2.1、气象环境影响因素
影响光伏发电性能的主要环境因素是太阳辐射,环境温度和电池温度。实际上,清洁度指数和日照时间通过改变到达光伏面板的太阳辐射量来影响光伏系统的输出功率。在光伏发电的预测中,晴空指数和日照时间也经常被用作影响因素之一。覆盖光伏面板的灰尘将减少光伏面板吸收太阳辐射的比例,并最终降低光伏面板的输出功率。与辐射,云,温度,风速等因素不同,粉尘对光伏功率输出的影响是一个长期而稳定的过程,因为粉尘的沉积,积累和自然清除是一个连续而稳定的过程。灰尘对光伏电池板性能的影响是缓慢而逐渐的,不能反映在超短期或短期预测中,但可以根据其影响特性予以补偿[2]。
2.2、光伏厂区影响因素
如果逆变器出现异常频率,高温等原因,它将自动与网关断开连接,导致某些组件无法连接到电网,即发电厂的总容量减少,从而影响光功率预测系统的电厂启动能力参数与实际情况不一致,必然会影响预测的准确性。第一部分,只要光电转换设备不掉电或不损坏,光纤通讯网络就更稳定。而在RS485通信的第二部分中,虽然使用了带铠装屏蔽层的电缆,但是它受到技术和协议的限制,具有通信距离短,通信干扰容易,通信量小的缺点。对于RS485通信网络,在设计时可能会确定通信线路的长度,但是在施工期间,由于电缆头预留,布线调整,线路埋深等,或在施工过程中,通信线与电源线和电力设备之间的距离太小,或电缆的屏蔽层未有效接地,以及其他原因导致通信网络受到干扰和通讯不顺畅,导致变频器输出值采集不准确[3]。
3、无人机在分布式光伏电站的应用分析
分布式光伏电站在进行人工巡检过程中,对于经历和时间的需求较高,工作效率普遍较低,同时具有较高的工作难度和风险,在现代科技和经济高速发展过程中,无人机技术得到了较为广泛的应用,在电力巡检,地质勘查,农林植保,航拍行业均有所涉及。无人机在电力行业主要是针对架空输电线路进行巡检,在其发展过程中,行业内部已经明确认识到无人机应用的重要价值,能够科学引导光电吊仓和巡检系统。在电力系统建设过程中,光伏电站是其应用无人机的典型案例,无人机基于自身优势能够对光伏电站进行快速巡检,避免相关工作人员攀爬,有效降低工作难度,实现巡检效率得进一步提升,同时也可以在一定程度内避免人员坠落等安全事故。与此同时,对于分布式光伏而言,通常需要沿墙壁外延将集电线路引出,具有较大的巡查难度,相关企业在具体生产过程中,不可避免会在很大程度内影响线路及其组件。无人机通过高清摄像头对屋顶状况,光伏组件和集电线路进行巡检,能够确保及时发现存在的各项问题,对其相关隐患进行及时解决,实现项目损失的有效控制。无人机不仅能够进行日常巡检,与此同时,通过搭载光电吊舱还可以对光伏组件进行红外巡检,确保发现异常发热组件。当组件局部遮挡或损坏之后,会有热斑效应产生,进而使发电单元转变为耗损单元,不仅会在一定程度内损害组件寿命,同时还会对组串整体发电量造成很大程度不利影响。定期进行红外检测工作,能够确保在很大程度内控制由于组件损坏,导致组件处理不高进而损失的部分电量[4]。
跟踪落实光伏扶贫效益。针对享受扶贫政策的村级光伏扶贫电站,在做好前期并网服务工作的基础之上,要强化后期光伏电站发电效益和政策补贴落实。以浙江嘉兴某县为例,目前全县范围内共建成的网村级光伏扶贫电站中部分项目因政策变化,未能及时纳入扶贫项目,无法享受扶贫电价。供电企业及时走访客户并发放告知单,并积极与县扶贫办、发改委等相关部门进行沟通协作,汇报并配合解决有关问题,以期尽早落实贫困补贴。同时,供电企业通过营销业务系统、用电采集系统等实时监测手段,对光伏电站发电情况进行监测分析,及时通知并处理光伏电站处理异常状况,保证光伏电站发电效率。
数据采集系统,该系统通常包括成像系统,可以对灰尘遮盖,组建遮挡物等情况进行有效识别,与此同时,还具有红外成像系统,能够对其发热情况进行实时采集,通常情况下,图像数据是向地面控制人员进行实时传输,通过应用图像分析系统能够对其拍图位置进行科学识别,同时对测试环境数据进行科学记录,确保使用人员能够及时发现异常状况。为地面智能控制系统,该系统的合理应用,能够对无人机飞行轨迹进行科学合理规划和自动控制,对无人机进行远程控制,同时还可以在一定程度内自主规划航线,同时保存多任务航线,简化巡检工作。其次为数据处理器,对于整套系统而言,数据分析处理是其极为关键的部分,无人机通过分析采集到的相关数据能够确保及时发现屋顶组件遮挡情况,同时明确是否存在局部污染,分析组件是否存在严重的积灰现象,同时还可以进一步明确是否存在人为因素干扰屋顶状况[5]。
结束语
总而言之,分布式光伏电站发展过程中,无人机的科学应用具有极其重要的价值,能够对电站具体情况进行科学有效的巡检,确保相关工作人员能够及时明确电站运行具体情况,进而确保能够更为高效的进行线路维护,对其进一步发展进行更高程度的保障,确保企业建设具有更高的社会效益和经济效益,推进我国现代电力行业的进一步发展。
参考文献:
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[2]田甜.光伏变局[J].能源,2020(Z1):50-53.
[3]俞智鹏,汤奕,戴剑丰,易俊.基于有功自适应调整的光伏电站无功电压控制策略[J].电网技术,2020,44(05):1900-1907.
[4]周湘杰,袁小芳,阳领.光伏电站自适应光伏支架设计及仿真分析[J/OL].热力发电:1-5[2020-05-26].
[5]周湘杰,袁小芳,阳领.光伏电站自适应光伏支架设计及仿真分析[J].热力发电,2020,49(06):84-89.