Wprowadzenie: „Inteligentny mózg meteorologiczny” elektrowni fotowoltaicznych
Wraz z rozwojem elektrowni fotowoltaicznych na szeroką skalę, złożonością scenariuszy i udoskonaleniem operacji, tradycyjne, zdecentralizowane, niezależne czujniki meteorologiczne stały się trudne do spełnienia wymagań nowoczesnych elektrowni w zakresie spójności danych, niezawodności systemu i inteligentnego podejmowania decyzji. Zintegrowane stacje pogodowe pojawiły się zgodnie z wymaganiami „The Times”. Nie są one jedynie prostym nagromadzeniem wielu czujników, ale raczej, dzięki zintegrowanej konstrukcji, ujednoliconej platformie danych i głębokiej integracji algorytmów, budują „inteligentny mózg pogodowy” dla percepcji i inteligentnej reakcji całej elektrowni, stając się podstawową infrastrukturą cyfrowej i inteligentnej transformacji elektrowni fotowoltaicznych.
I. Koncepcja podstawowa: Od danych dyskretnych do inteligencji konwergentnej
Kluczowym przełomem zintegrowanej stacji meteorologicznej jest osiągnięcie modernizacji pętli zamkniętej „percepcji – transmisji – podejmowania decyzji”:
Integracja fizyczna: Kluczowe czujniki, takie jak całkowite promieniowanie słoneczne, promieniowanie bezpośrednie, promieniowanie rozproszone, temperatura płyty montażowej podzespołów, temperatura i wilgotność otoczenia, prędkość i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne oraz opady, są ściśle zintegrowane w solidnej wieży, zoptymalizowanej pod kątem aerodynamiki i termodynamiki. Eliminuje to błąd reprezentatywności przestrzennej danych spowodowany rozmieszczeniem wielu lokalizacji, zapewniając, że wszystkie parametry meteorologiczne pochodzą z „tego samego punktu i tego samego momentu”, co stanowi podstawę precyzyjnego modelowania.
Fuzja danych: Wbudowany, wydajny moduł zbierający dane synchronizuje, standaryzuje i przeprowadza wstępną kontrolę jakości danych pochodzących z wielu źródeł w kontekście czasu, a następnie przesyła je do chmury lub lokalnego centrum danych za pośrednictwem ujednoliconego protokołu komunikacyjnego (takiego jak 4G/5G, światłowód), tworząc wysokiej jakości i niezwykle aktualną „kostkę danych meteorologicznych”.
Inteligentne jądro: integrując możliwości przetwarzania brzegowego, może bezpośrednio uruchamiać podstawowe algorytmy na stacji, takie jak obliczanie w czasie rzeczywistym płaskiego natężenia oświetlenia (POA), teoretycznej mocy modułów fotowoltaicznych, rozpoznawanie stanu pogody (słonecznie/pochmurno/deszczowo) itp., umożliwiając natychmiastową transformację „surowych danych” na „dostępne informacje”.
II. Skład systemu i innowacje technologiczne
1. Zintegrowany klaster czujników
Zestaw do monitorowania promieniowania: Wykorzystuje on pełnopasmowe, zoptymalizowane pod kątem widma mierniki promieniowania tej samej klasy (takie jak ISO 9060:2018 Klasa A) oraz mierniki promieniowania bezpośredniego z funkcją śledzenia dobowego, aby zapewnić dokładne i porównywalne dane dotyczące napromieniowania. Niektóre zaawansowane modele są zintegrowane z kamerami obrazującymi całe niebo, aby rejestrować trajektorie ruchu chmur w czasie rzeczywistym.
Wielowymiarowa percepcja środowiskowa: Wysokiej precyzji ultradźwiękowy anemometr i wiatrowskaz (bez ruchomych części i o niskich wymaganiach konserwacyjnych), platynowy czujnik temperatury, pojemnościowy czujnik wilgotności i opadów, wszystkie te elementy zostały zaprojektowane specjalnie pod kątem środowisk fotowoltaicznych (takich jak silne pola elektromagnetyczne i wysokie zapylenie).
Bezpośredni pomiar stanu podzespołów: Bezpośredni pomiar temperatury tylnej ścianki typowych modułów fotowoltaicznych stanowi najbardziej bezpośrednią podstawę do korygowania strat temperatury i oceny warunków rozpraszania ciepła.
2. Inteligentna jednostka pozyskiwania danych i przetwarzania brzegowego
Oferuje wielokanałowe synchroniczne zbieranie danych, dużą pojemność lokalnego magazynu danych i funkcje wznawiania po punkcie przerwania.
Urządzenie jest wyposażone w specjalny algorytm modelowy dla branży fotowoltaicznej, który może obliczać teoretyczną wartość referencyjną mocy i współczynnika wydajności (PR) elektrowni w czasie rzeczywistym, a także generować wstępne prognozy mocy i alarmy o nieprawidłowościach.
3. Niezawodny system zasilania i komunikacji
Rozwiązanie zasilania niezależnego od sieci „fotowoltaika + magazynowanie energii” zostało zastosowane w celu zapewnienia nieprzerwanej pracy przez 7 dni w tygodniu przez 24 godziny na dobę.
Obsługa redundantnej komunikacji dual-link w celu zapewnienia stabilnej transmisji danych przy złej pogodzie.
III. Scenariusze głównych zastosowań i tworzenie wartości
Przepływ danych zintegrowanej stacji meteorologicznej jest głęboko zintegrowany z każdym ogniwem operacyjnym elektrowni fotowoltaicznej, tworząc wielowymiarową wartość:
Precyzyjna prognoza i optymalizacja transakcji mocy wytwórczych
Wsparcie prognozowania w skali wielowymiarowej: Wysokiej jakości i spójne dane stanowią kluczowe źródło korekcji lokalizacji w modelach numerycznego prognozowania pogody (NWP) i modelach prognozowania opartych na uczeniu maszynowym. Mogą one znacząco zwiększyć dokładność prognozowania mocy w krótkim okresie (od godziny do dnia) i ultrakrótkim okresie (od 0 do 4 godzin), zmniejszyć kary za ocenę sieci spowodowane odchyleniami od prognoz oraz stanowić kluczową podstawę podejmowania decyzji w handlu spot na rynku energii elektrycznej.
Wartość przypadku: Po wdrożeniu zintegrowanej stacji meteorologicznej w dużej górskiej elektrowni w prowincji Shanxi dokładność prognozowania pogody na następny dzień wzrosła do ponad 93%, a roczny koszt oceny został zmniejszony o ponad milion juanów.
2. Dokładna kontrola wydajności i precyzyjna eksploatacja oraz konserwacja elektrowni
Udoskonalona analiza porównawcza wydajności (analiza PR): Na podstawie zmierzonych danych napromieniowania POA i temperatury płyty montażowej możliwe jest przeprowadzanie dziennych i miesięcznych obliczeń wartości PR oraz analiz trendów dla całej stacji, każdego podzespołu i każdego urządzenia inwertera, co pozwala na szybką identyfikację strat wydajności spowodowanych tłumieniem komponentów, okluzją, brudem i awariami elektrycznymi.
Inteligentne wsparcie w zakresie obsługi i konserwacji: Dzięki integracji modeli opadów deszczu, prędkości wiatru i akumulacji pyłu (poprzez analizę tłumienia promieniowania), dynamicznie formułowany jest optymalny, ekonomiczny plan czyszczenia. Na podstawie danych o temperaturze i prędkości wiatru, optymalizowane jest rozpraszanie ciepła i tryb pracy falownika.
Wczesne ostrzeganie i diagnostyka usterek: Porównanie w czasie rzeczywistym różnic między teoretyczną i rzeczywistą generacją mocy oraz wczesne ostrzeganie o anomaliach na poziomie łańcucha (takich jak gorące punkty, awarie okablowania).
3. Bezpieczeństwo aktywów i zarządzanie ryzykiem
Inteligentna ochrona przed ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi: monitorowanie w czasie rzeczywistym silnych wiatrów (uruchamianie trybu antywiatrowego trackera), ulewnych opadów deszczu (aktywacja systemu odwadniającego), intensywnych opadów śniegu (ostrzeżenie o obciążeniu podzespołów), burz (wcześniejsze przygotowanie ochrony przed piorunami) itp., umożliwiające przejście od „pasywnej reakcji” do „aktywnej obrony”.
Ubezpieczenia i wycena aktywów: dostarczanie wiarygodnych, ciągłych i niezmiennych danych meteorologicznych i środowiskowych, oferujących wiarygodne dane dowodowe na potrzeby transakcji dotyczących aktywów elektrowni, roszczeń ubezpieczeniowych i oceny strat spowodowanych klęskami żywiołowymi.
4. Wspieranie efektywnej pracy modułów bifacjalnych i systemów śledzenia
W przypadku elektrowni wykorzystujących moduły bifacjalne zintegrowana stacja meteorologiczna może nie tylko mierzyć promieniowanie czołowe, ale także jego promieniowanie rozproszone i dane o odbiciu od podłoża, które są kluczowe dla oceny zysku generowanego przez tylną część instalacji.
Zapewnij najdokładniejsze dane dotyczące położenia Słońca i napromieniowania dla poziomych i skośnych systemów śledzenia jednoosiowego, osiągnij dynamiczną optymalizację kątów śledzenia i zmaksymalizuj przechwytywanie energii.
IV. Trendy rozwojowe: Od systemów monitorowania do głównego silnika cyfrowych bliźniaków w elektrowniach
W przyszłości zintegrowane stacje meteorologiczne będą ewoluować w kierunku wyższego poziomu inteligencji i integracji systemów:
1. Głęboka integracja sztucznej inteligencji: dzięki wykorzystaniu wbudowanych układów AI możliwe jest przewidywanie ruchu chmury na podstawie rozpoznawania obrazu oraz samouczenia się i optymalizacji modeli przewidywania napromieniowania i mocy na podstawie danych historycznych.
2. Kluczowe węzły cyfrowego bliźniaka: Jako najdokładniejszy „czujnik środowiskowy” pomiędzy fizyczną elektrownią a cyfrową wirtualną elektrownią, dane w czasie rzeczywistym stanowią podstawowe dane wejściowe napędzające symulację, wnioskowanie i optymalizację modelu cyfrowego bliźniaka, umożliwiając ćwiczenie strategii i optymalizację w przestrzeni wirtualnej.
3. Uczestnictwo w interakcji z siecią: Jako „terminal czujnikowy” zagregowanej wirtualnej elektrowni (VPP) zapewnia szybką i niezawodną prognozę zdolności regulacyjnej elektrowni w odniesieniu do sieci, wspierając usługi pomocnicze, takie jak regulacja częstotliwości i ograniczanie szczytowego zapotrzebowania na moc dla sieci.
Wniosek: Tylko dzięki precyzyjnej percepcji można iść naprzód ze światłem
Zastosowanie zintegrowanych stacji meteorologicznych oznacza, że eksploatacja elektrowni fotowoltaicznych wkroczyła w nowy etap charakteryzujący się „precyzyjną percepcją we wszystkich dziedzinach, głęboką integracją danych i inteligentnym, wspólnym podejmowaniem decyzji”. Upraszcza to, co złożone, przekształcając zawiłe parametry meteorologiczne w jasne instrukcje, które napędzają bezpieczną, wydajną i inteligentną pracę elektrowni. Dziś, przy pełnej równowadze energii fotowoltaicznej i coraz bardziej zaciętej konkurencji, inwestycja w taki „inteligentny mózg meteorologiczny” nie jest już jedynie opcją techniczną pozwalającą na zwiększenie przychodów z wytwarzania energii; to również strategiczne rozwiązanie zapewniające bezpieczeństwo aktywów, wzmacniające podstawową konkurencyjność elektrowni i przygotowujące je na przyszły rozwój Internetu energetycznego. Umożliwia to elektrowniom fotowoltaicznym rzeczywiste wykorzystanie nowoczesnej zdolności produkcyjnej, polegającej na „znaniu czasu, obserwowaniu szczegółów i optymalizacji działania”, a także na stałym i dalekosiężnym postępie na drodze do pozyskiwania energii świetlnej.
Aby uzyskać więcej informacji o stacjach pogodowych,
prosimy o kontakt z Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Czas publikacji: 17 grudnia 2025 r.