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岚斯智能科技——无人机巡检在光伏运维中的价值体现 2017-02-13 15:27:20

摘要:一个光伏发电站场从前期评估到建成运营一般只需一年左右的时间,但是后期的运维却有25年之久,所以更多的业主发电站的后期运营,都在寻找和利用最新技术为电站节省运维费用。

  目前我国新能源建设紧密跟随国家十三五政策中的指导方针,积极推进新能源发电基础设施建设,。国家能源局2017年2月公布,截至2016年底,我国光伏发电新增装机容量3454万千瓦,累计装机量7742万千瓦,新增加累计装机容量均为世界第一,美国到2016年也才38.50万千瓦。按照国家规定要求,到2020年我国光伏发电装机容量将达到15000万千瓦以上。

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  一个光伏发电站场从前期评估到建成运营一般只需一年左右的时间,但是后期的运维却有25年之久,所以更多的业主发电站的后期运营,都在寻找和利用最新技术为电站节省运维费用。中国能源网的一篇报道对光伏运维做了一下介绍:光伏组件一直是各大业主及组件商挂在嘴边的话题,从价格,匹配度,衰减,隐裂等角度不断地优化,对于已运行的电站,尤其是在美国,目前智能化的监控已经能够做到组串一级,通过电流对比,离散率等分析,较好的关注组串一级造成的电量损失,并给予分析做出维修判断。但是一些隐性安全问题也随之产生,热斑,温度等影响,对于电站安全性存在很大的隐患。
  通常,从建设规模角度来讲,光伏发电项目规模越大,电站巡检工作的复杂性越强。,在对电站项目进行巡检工作时,常规的人工巡检方式不仅需要耗费大量的人工及时间成本,同时巡检人员工作也存在一定的危险性。导致电站设备巡检不及时。预防维护包括对设备器械的检测和维护,以防止由机械故障所造成的产能丢失。光伏场的兴建由开发商跟当地政府或者企业达成一个电力采购协议,开发商可以在客户现场安装,运营,和维护光伏系统,还包括项目设计和融资。对于运营商来说,保证光伏场的预设发电量是重中之重,美国知名光伏组织SolarAccesstoPublicCapital(SAPC)workinggroup(其中会员包括450余家光伏开发商,融资机构和其他光伏资产管理公司)建议对光伏板进行常规巡检,其中包括电路,硬件设备,以及其他零件的检测。
  人工巡检步骤的介绍
  第一步.工程师利用一台红外线热感应摄像头检测光伏板的受损情况,主要是看热斑效应等问题。
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  第二步.电工用仪器检测光伏板上的电流运作。
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  第三步.技术人员将故障细节手工记录下来后进行后期维修。
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  工业4.0–智能运维的开始:利用无人机对大型光伏电站进行巡检
  为了解决电站巡检耗时耗力的问题,岚斯智能科技有限公司采用了以无人机为载体硬软件集成的研发方案,在技术上面不断创新,最终达到电站工业运维的智能化。经过自从2015年以来在新能源运维领域的沉淀,我们已经成功研发出能够真正应用于光伏电站的巡检技术,并在美国光伏领域得到了高度认可。
  实际案例:100MW光伏电站智能巡检
  我公司受邀对美国一家新能源的龙头企业的一个100MW的光伏电站进行巡检,这个电站覆盖面积将近5平方公里,拥有约45万个光伏板。我公司无人机设备配有红外线热感应摄像头,可以通过热信号的生成来确定光伏板是否正常运作,在高空实现对一定区域内光伏组件热斑效应等问题的查看。由无人机进行数据采集后,通过我公司基于深度学习和计算机识别的图像处理技术进行数据分析判断有问题的光伏板。利用这项技术大大的缩短了光伏电站巡检所需人数以及巡检时间,根据这次案例我们节省大概以往10倍左右的时间。通过无人机巡检,我们同时解决了电站建设类型不同,组件难于巡检的问题,及人工巡检可能带来的安全隐患。
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  下图:无人机在进行巡检及数据采集
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  利用无人机对光伏电站巡检的技术挑战
  无人机加载红外线热感应摄像头进行光伏巡检的技术已经被多家公司所采用,但是在大型光伏电站(>50MW)中并未有看到无人机巡检的身影,这原因归根于一大技术瓶颈–——在热成像图像中精准的标注出有问题的光伏板,因为图像中有上百甚至上千块光伏板,从中精准定位其中一块犹如大海捞针。(请看下图)
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热成像图显示局部光伏电站
  大型光伏电站由成千上万的单独光伏板组成,无人机在上空巡检时精准锁定有问题光伏板的难度极大。利用无人机中的GPS和高度参数并不能解决问题,由于光线反射的原因巡检时无人机不能以90度的角度在光伏板上垂直飞行。
  为了解决这个技术瓶颈,岚斯智能科技有限公司的工程师团队经过一年多的潜心钻研终于开发出了一套基于计算机视觉和深度学习的图像处理技术,可以准确的定位有问题的光伏板,这套技术的精准度在多次测试中都达到了100%的正确率。今后这项技术会增加更多功能包括图像形态自动识别,标签锁定,以及通过历史数据进行预测分析等。
  价值体现
  通过这次无人机巡检,诊断出100MW的电站有将近3500块有问题的光伏板,全部换掉的费用将近700万元,为还在OEM保修期的客户内找到并解决这类问题节省了一笔巨大的维修费用。根据我公司的计算,如果这些问题光伏板问题没有得到及时解决,每年造成的发电量流失大概将是250万元。这项技术最明显的价值体现当然还在于它在巡检中的效率提升(比人工巡检快6至8倍),这样客户可以有更多的的时间去设计一套有效的运维方案。能源新闻网