研華2016智慧城市案例精選集(七):京東方:打造“端”到“云”的能源物聯(lián)網(wǎng)
京東方能源科技立足自身優(yōu)勢(shì),在光伏發(fā)電領(lǐng)域不斷進(jìn)取,通過和研華科技合作,實(shí)現(xiàn)了對(duì)離散分布的光伏電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理,運(yùn)行效果良好,也為未來(lái)智能微電網(wǎng)模式下,區(qū)域用電調(diào)度的戰(zhàn)略需求打下了基礎(chǔ)。
2016年 4月 22日,代表全人類共同面對(duì)氣候惡化挑戰(zhàn)的《巴黎氣候協(xié)定》在紐約由包括中國(guó)在內(nèi)的 170多個(gè)國(guó)家共同簽署。降低碳排放,使用清潔能源已經(jīng)作為全人類的共識(shí)與意志,將不懈的為之努力推進(jìn)。 綠色低碳能源經(jīng)濟(jì)的典型代表之一,光伏產(chǎn)業(yè)自 2013年以來(lái)在我國(guó)呈現(xiàn)回暖的態(tài)勢(shì),光伏企業(yè)產(chǎn)能利用率得到有效提高,產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)步增長(zhǎng),2015年我國(guó)累計(jì)裝機(jī)量 43GW,躍居全球首位。 京東方能源科技背靠京東方強(qiáng)大的企業(yè)品牌和資源實(shí)力,自 2009年起布局新能源業(yè)務(wù),京東方從光伏應(yīng)用端入手,成功承接建設(shè)了多個(gè)重點(diǎn)光伏發(fā)電項(xiàng)目,如今的京東方能源科技正立足自身優(yōu)勢(shì),在光伏發(fā)電領(lǐng)域不斷進(jìn)取,實(shí)現(xiàn)了對(duì)離散分布的光伏電站的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理,運(yùn)行效果良好,也為未來(lái)智能微電網(wǎng)模式下,區(qū)域用電調(diào)度的戰(zhàn)略需求打下了基礎(chǔ)。
分布發(fā)電 集中管理 京東方能源科技研發(fā)和企劃部總監(jiān)韓曉艷博士負(fù)責(zé)主持公司光伏產(chǎn)品的研發(fā)和企業(yè)戰(zhàn)略規(guī)劃工作,對(duì)京東方能源科技的各個(gè)實(shí)施項(xiàng)目的細(xì)節(jié)都了如指掌。據(jù)韓博士介紹:屋頂光伏電站屬于分布式發(fā)電,特點(diǎn)就是裝機(jī)容量小,地點(diǎn)分散。自國(guó)家出臺(tái)鼓勵(lì)光伏發(fā)電并網(wǎng)的政策后,發(fā)電站本著“自發(fā)自用,余電上網(wǎng)”的原則,把并網(wǎng)售電變成了新的盈利通道。因此,京東方也開始建設(shè)一些自有的光伏電站,以期獲得可持續(xù)的長(zhǎng)期穩(wěn)定收益。然而,隨著光伏電站建設(shè)數(shù)量越來(lái)越多,各電站運(yùn)營(yíng)管理與信息整合成為令京東方頭痛的問題。 出于經(jīng)營(yíng)成本考慮,不可能每個(gè)電站都有專人值守,只能安排定期的清潔和巡視。如果設(shè)備出現(xiàn)問題不能及時(shí)處置,就會(huì)給企業(yè)造成損失。如果采取遠(yuǎn)程監(jiān)控,由于光伏電站中涉及到的監(jiān)控設(shè)備種類較多、監(jiān)控的設(shè)備地理位置比較分散、設(shè)備的通訊方式各異、設(shè)備的通訊協(xié)多樣化,導(dǎo)致中央服務(wù)器經(jīng)過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)直接采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)問題變得突出。細(xì)節(jié)問題處理不好,運(yùn)營(yíng)者就難以實(shí)時(shí)地監(jiān)管光伏電站,不能隨時(shí)掌握電站的運(yùn)行狀況,上層系統(tǒng)或電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的監(jiān)控需求就無(wú)從談起。 京東方經(jīng)過評(píng)估后選擇攜手研華科技,研華針對(duì)國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能應(yīng)用的現(xiàn)狀與需求,提出了可視、可管、可控的智能光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)解決方案,藉此將分散各地的電站以完整的數(shù)據(jù)匯整、統(tǒng)一的管理平臺(tái)來(lái)達(dá)到對(duì)光伏電站的實(shí)時(shí)控管,進(jìn)而提升光伏電站的整體運(yùn)維管理效益。京東方采用了研華的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),快速搭建了北京地區(qū)所有自有電站的集中監(jiān)控平臺(tái) ,并且針對(duì)光伏特點(diǎn)和用戶要求進(jìn)行了二次開發(fā)。 事實(shí)上,京東方光伏電站此前出現(xiàn)過狀況。由于公司駐地遷址,遠(yuǎn)程監(jiān)控工作有所中斷。巧合的是一個(gè)發(fā)電站因逆變器設(shè)備故障,一直處于非工作狀態(tài),直到重新啟動(dòng)監(jiān)測(cè)工作后發(fā)現(xiàn)為止?!斑h(yuǎn)程監(jiān)控,集中管理對(duì)于光伏電站而言是非常有意義的 !”韓博士不無(wú)感慨地說(shuō)。
電站運(yùn)營(yíng) 重在細(xì)節(jié)
京東方光伏電站集控中心采用研華基于 BS架構(gòu)的光伏行業(yè)專屬軟件(SPMS),該軟件透過基于 Web瀏覽器的智能軟件并搭配工業(yè)級(jí)的硬件所組合而成的解決方案,它以數(shù)據(jù)擷取、網(wǎng)絡(luò)傳輸、系統(tǒng)管理等多層架構(gòu)所規(guī)劃出完整系統(tǒng),讓京東方可以科學(xué)高效地監(jiān)控所有自有的光伏電站。 首先,SPMS支持豐富的通訊協(xié)議可以解決多種品牌前端裝置的接入兼容性問題,任何品牌的匯流箱、逆變器、氣象監(jiān)測(cè)儀、視頻攝像頭、安防設(shè)備等各種裝置,都能無(wú)縫的接入系統(tǒng)中。而 SPMS的斷線緩存續(xù)傳功能則是在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)出現(xiàn)異常時(shí),系統(tǒng)會(huì)先將前端收集來(lái)的數(shù)據(jù)暫存于研華的光伏數(shù)據(jù)采集器中,待系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)再上傳給后臺(tái),藉此確保光伏電站數(shù)據(jù)的完整性。再加上 SPMS系統(tǒng)能依據(jù)歷史大數(shù)據(jù)自動(dòng)生成報(bào)告,因此對(duì)需要提供完整數(shù)據(jù)來(lái)申請(qǐng)政府補(bǔ)助款的光伏電站運(yùn)營(yíng)商而言,更是一大亮點(diǎn)。 此外,受惠于 SPMS智能軟件的Browser/Server結(jié)構(gòu),用戶不用再安裝任何專門的軟件,只要透過能上網(wǎng)瀏覽的計(jì)算機(jī)即能掌控電站,因此既可快速擴(kuò)充客戶端點(diǎn),也不需要特別的維護(hù)工作,還省下了另購(gòu)軟件的費(fèi)用;為了更方便管理電站信息,系統(tǒng)專門為光伏應(yīng)用提供的電站信息管理接口可讓用戶隨時(shí)地新增、刪除或修改電站數(shù)據(jù);而且可同時(shí)整合地理信息系統(tǒng)(GIS)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)和安防系統(tǒng)的特色,則能讓位于控制中心的管理者在同一平臺(tái)上遠(yuǎn)程全方位掌握各電站的狀況。所有電站發(fā)電量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、以及每個(gè)逆變器的發(fā)電量,則能以實(shí)時(shí)的曲線圖呈現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上,藉此方便使用者進(jìn)行發(fā)電效率分析;在歷史數(shù)據(jù)報(bào)告方面,不論是需要當(dāng)日、每月、每季或年度的發(fā)電量數(shù)據(jù)都能透過簡(jiǎn)單的時(shí)間設(shè)定后立即取得。再則,系統(tǒng)所提供的組態(tài)軟件 WebAccess還能滿足想自行編寫特殊軟件功能或應(yīng)用程序的用戶需求。 在子電站建設(shè)方面,不論是光伏數(shù)據(jù)采集器、模擬輸入模塊、光電轉(zhuǎn)換器工業(yè)機(jī)等全部采用工業(yè)等級(jí)產(chǎn)品。在網(wǎng)絡(luò)配置方面,為了適應(yīng)光伏設(shè)備分散的特性,京東方在前端數(shù)據(jù)采集處配置了光電轉(zhuǎn)換器,以便將只能傳送 100米的以太網(wǎng)絡(luò)與光纖網(wǎng)絡(luò)串連,藉此延長(zhǎng)系統(tǒng)的傳輸距離,電站與京東方集控中心則通過研華 3G路由器進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。 這套以遠(yuǎn)程可視、可管、可控的集中式管理平臺(tái)為京東方節(jié)約了大量的人力物力,憑借實(shí)時(shí)的監(jiān)控、統(tǒng)一的管理大幅提升了電站運(yùn)維的效率。 韓曉艷博士介紹說(shuō):“由于監(jiān)控平臺(tái)是基于 Web技術(shù)開發(fā)的,所以不止是在監(jiān)測(cè)的機(jī)房,我們使用手機(jī)、pad終端等任何能夠訪問網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備,都可以在認(rèn)證登錄后,看到各個(gè)電站的運(yùn)行情況。而且還有報(bào)警提醒,和每日的運(yùn)行報(bào)告會(huì)以郵件方式發(fā)送到指定郵箱,在管理后臺(tái)還可以查詢?nèi)我庵芷趦?nèi)的發(fā)電變化情況,為我們掌握系統(tǒng)的工作效能提供第一手的材料?!?/p>
電改后的光伏機(jī)遇 在韓曉艷博士的規(guī)劃中,對(duì)分散的電站實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),統(tǒng)一管理是做電站運(yùn)營(yíng)的第一步。她說(shuō):“接下來(lái),我們要做的是全面推廣,把京東方全國(guó)范圍內(nèi)的自有光伏電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控都匯集到京東方的總部來(lái)。然后我們將考慮實(shí)現(xiàn)不僅是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè),還要有遠(yuǎn)程管控,對(duì)無(wú)人值守電站進(jìn)行遠(yuǎn)程的控制操作?!痹陧n曉艷博士的規(guī)劃目標(biāo)里其實(shí)有著光伏行業(yè)大的背景,和京東方企業(yè)自身的戰(zhàn)略。在能源互聯(lián)網(wǎng)化的國(guó)家戰(zhàn)略大背景下,新興的智能微電網(wǎng)模式正在摸索推進(jìn)中,智能微電網(wǎng)可在一定的地域范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)區(qū)域化用電調(diào)度。這符合國(guó)家發(fā)布的所謂“管住中間,放開兩頭”的最新電改方案,即發(fā)電售電自由競(jìng)爭(zhēng),輸電環(huán)節(jié)由國(guó)家管制。推進(jìn)這樣有利于打破電力領(lǐng)域壟斷傳統(tǒng),引入市場(chǎng)活力的體制架構(gòu),為京東方此類開始經(jīng)營(yíng)電力運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)的企業(yè)提供了涉足區(qū)域能源調(diào)度平臺(tái)的窗口。京東方的戰(zhàn)略構(gòu)想中,可以預(yù)期的集發(fā)電,運(yùn)營(yíng),區(qū)域調(diào)度優(yōu)化于一體的智慧化能源供給模式,將成為未來(lái)城市中節(jié)能環(huán)保,低碳生活的先進(jìn)能源供給模式。而蓬勃發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)正在給曾經(jīng)的光伏集成企業(yè),帶來(lái)扮演未來(lái)電力經(jīng)營(yíng)者角色的新商商機(jī)。
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