Εισαγωγή: Ο «Έξυπνος Μετεωρολογικός Εγκέφαλος» των Φωτοβολταϊκών Σταθμών Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας
Με την ανάπτυξη μεγάλης κλίμακας φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας, την πολυπλοκότητα των σεναρίων και τη βελτίωση των λειτουργιών, οι παραδοσιακοί αποκεντρωμένοι ανεξάρτητοι μετεωρολογικοί αισθητήρες έχουν γίνει δύσκολο να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις των σύγχρονων σταθμών παραγωγής ενέργειας για συνέπεια δεδομένων, αξιοπιστία συστήματος και έξυπνη λήψη αποφάσεων. Οι ολοκληρωμένοι μετεωρολογικοί σταθμοί έχουν αναδυθεί όπως απαιτούν οι Times. Δεν είναι απλώς μια απλή συσσώρευση πολλαπλών αισθητήρων, αλλά, μέσω του ολοκληρωμένου σχεδιασμού, μιας ενοποιημένης πλατφόρμας δεδομένων και της βαθιάς ενσωμάτωσης αλγορίθμων, δημιουργούν έναν «έξυπνο μετεωρολογικό εγκέφαλο» για την αντίληψη και την έξυπνη απόκριση ολόκληρου του σταθμού παραγωγής ενέργειας, καθιστώντας την κεντρική υποδομή για τον ψηφιακό και έξυπνο μετασχηματισμό των φωτοβολταϊκών σταθμών παραγωγής ενέργειας.
I. Βασική Έννοια: Από τα Διακριτά Δεδομένα στη Συγκλίνουσα Νοημοσύνη
Η βασική καινοτομία του ολοκληρωμένου μετεωρολογικού σταθμού έγκειται στην επίτευξη μιας αναβάθμισης κλειστού βρόχου «αντίληψης - μετάδοσης - λήψης αποφάσεων»:
Φυσική ενσωμάτωση: Βασικοί αισθητήρες όπως η συνολική ηλιακή ακτινοβολία, η άμεση ακτινοβολία, η σκεδαζόμενη ακτινοβολία, η θερμοκρασία των συστατικών του backplane, η θερμοκρασία και η υγρασία περιβάλλοντος, η ταχύτητα και η κατεύθυνση του ανέμου, η ατμοσφαιρική πίεση και οι βροχοπτώσεις είναι πλήρως ενσωματωμένοι σε έναν στιβαρό πύργο που έχει βελτιστοποιηθεί για αεροδυναμική και θερμοδυναμική. Αυτό εξαλείφει το σφάλμα χωρικής αντιπροσωπευτικότητας των δεδομένων που προκαλείται από τη διάταξη πολλαπλών τοποθεσιών, διασφαλίζοντας ότι όλες οι μετεωρολογικές παράμετροι προέρχονται «από το ίδιο σημείο και την ίδια στιγμή», θέτοντας τα θεμέλια για ακριβή μοντελοποίηση.
Συγχώνευση δεδομένων: Ο ενσωματωμένος συλλέκτης δεδομένων υψηλής απόδοσης συγχρονίζει, τυποποιεί και διεξάγει προκαταρκτικό έλεγχο ποιότητας σε δεδομένα πολλαπλών πηγών όσον αφορά τον χρόνο και τα ανεβάζει στο cloud ή στο τοπικό κέντρο δεδομένων μέσω ενός ενοποιημένου πρωτοκόλλου επικοινωνίας (όπως 4G/5G, οπτική ίνα), σχηματίζοντας έναν υψηλής ποιότητας και εξαιρετικά έγκαιρο «κύβο μετεωρολογικών δεδομένων».
Ευφυής πυρήνας: Ενσωματώνοντας δυνατότητες edge computing, μπορεί να εκτελέσει απευθείας βασικούς αλγόριθμους στο άκρο του σταθμού, όπως υπολογισμό σε πραγματικό χρόνο της επίπεδης ακτινοβολίας (POA), της θεωρητικής ισχύος των φωτοβολταϊκών μονάδων, αναγνώριση καιρού (ηλιοφάνεια/συννεφιά/βροχή) κ.λπ., επιτυγχάνοντας άμεσο μετασχηματισμό από «ακατέργαστα δεδομένα» σε «διαθέσιμες πληροφορίες».
ΙΙ. Σύνθεση Συστήματος και Τεχνολογική Καινοτομία
1. Ενσωματωμένο σύμπλεγμα αισθητήρων
Κιτ παρακολούθησης ακτινοβολίας: Υιοθετεί μετρητές ακτινοβολίας πλήρους ζώνης βελτιστοποιημένους για το φάσμα του ίδιου επιπέδου (όπως ISO 9060:2018 Κλάση Α) και μετρητές άμεσης ακτινοβολίας με ημερήσια παρακολούθηση για να διασφαλίζει ακριβή και συγκρίσιμα δεδομένα ακτινοβολίας. Ορισμένα προηγμένα μοντέλα είναι ενσωματωμένα με απεικονιστές πλήρους ουρανού για να καταγράφουν τις τροχιές κίνησης των νεφών σε πραγματικό χρόνο.
Πολυδιάστατη περιβαλλοντική αντίληψη: Ανεμόμετρο και ανεμοδείκτης υπερήχων υψηλής ακρίβειας (χωρίς κινούμενα μέρη και με χαμηλές απαιτήσεις συντήρησης), αισθητήρας θερμοκρασίας με αντίσταση πλατίνας, χωρητικός αισθητήρας υγρασίας και βροχόπτωσης, όλα έχουν ενισχυθεί σε σχεδιασμό για φωτοβολταϊκά περιβάλλοντα (όπως ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία και υψηλή σκόνη).
Άμεση μέτρηση της κατάστασης των εξαρτημάτων: Η άμεση μέτρηση της θερμοκρασίας του πίσω φύλλου αντιπροσωπευτικών φωτοβολταϊκών μονάδων είναι η πιο άμεση βάση για τη διόρθωση της απώλειας θερμοκρασίας και την αξιολόγηση των συνθηκών απαγωγής θερμότητας.
2. Μονάδα ευφυούς συλλογής δεδομένων και υπολογισμού άκρων
Διαθέτει πολυκαναλική σύγχρονη συλλογή, τοπική αποθήκευση μεγάλης χωρητικότητας και λειτουργίες επανάληψης σημείου διακοπής.
Είναι εξοπλισμένο με ένα ειδικό αλγόριθμο για τη φωτοβολταϊκή βιομηχανία, το οποίο μπορεί να υπολογίσει την τιμή αναφοράς του θεωρητικού λόγου ισχύος και απόδοσης (PR) του σταθμού παραγωγής ενέργειας σε πραγματικό χρόνο και να δημιουργήσει προκαταρκτική πρόβλεψη ισχύος και μη φυσιολογικό συναγερμό.
3. Αξιόπιστο σύστημα εγγύησης τροφοδοσίας και επικοινωνίας
Η λύση παροχής ρεύματος εκτός δικτύου «φωτοβολταϊκά + αποθήκευση ενέργειας» υιοθετείται για να διασφαλίζει 7×24ωρη αδιάλειπτη λειτουργία.
Υποστηρίξτε την διπλή σύνδεση για πλεονάζουσα επικοινωνία για να εξασφαλίσετε σταθερή μετάδοση δεδομένων σε κακές καιρικές συνθήκες.
Iii. Βασικά Σενάρια Εφαρμογής και Δημιουργία Αξίας
Η ροή δεδομένων του ενσωματωμένου μετεωρολογικού σταθμού είναι βαθιά ενσωματωμένη σε κάθε λειτουργικό σύνδεσμο του φωτοβολταϊκού σταθμού παραγωγής ενέργειας, δημιουργώντας πολυδιάστατη αξία:
Υψηλής ακρίβειας πρόβλεψη και βελτιστοποίηση συναλλαγών της δυναμικότητας παραγωγής ενέργειας
Υποστήριξη πρόβλεψης σε πολλαπλή χρονική κλίμακα: Τα υψηλής ποιότητας και συνεπή δεδομένα που παρέχονται αποτελούν τη χρυσή πηγή για τη διόρθωση εντοπισμού των αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης καιρού (NWP) και των μοντέλων πρόβλεψης μηχανικής μάθησης. Μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την ακρίβεια της βραχυπρόθεσμης (ωριαία έως ημερήσια) και εξαιρετικά βραχυπρόθεσμης (0-4 ώρες) πρόβλεψης ισχύος, να μειώσουν τα πρόστιμα για την αξιολόγηση του δικτύου που προκαλούνται από αποκλίσεις στην πρόβλεψη και να παρέχουν μια βασική βάση λήψης αποφάσεων για το spot trading στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας.
Αξία περίπτωσης: Μετά την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου μετεωρολογικού σταθμού σε έναν μεγάλο ορεινό σταθμό παραγωγής ενέργειας στην επαρχία Shanxi, η ακρίβεια της πρόβλεψης της επόμενης ημέρας αυξήθηκε σε πάνω από 93% και το ετήσιο κόστος αξιολόγησης μειώθηκε κατά περισσότερο από ένα εκατομμύριο γιουάν.
2. Εις βάθος έλεγχος απόδοσης και ακριβής λειτουργία και συντήρηση των σταθμών παραγωγής ενέργειας
Βελτιωμένη συγκριτική αξιολόγηση απόδοσης (ανάλυση PR): Με βάση τα μετρούμενα δεδομένα ακτινοβολίας POA και θερμοκρασίας backplane, μπορούν να πραγματοποιηθούν ημερήσιοι και μηνιαίοι υπολογισμοί τιμών PR και αναλύσεις τάσεων για ολόκληρο τον σταθμό, κάθε υποσυστοιχία και κάθε μονάδα μετατροπέα, εντοπίζοντας γρήγορα τις απώλειες απόδοσης που προκαλούνται από εξασθένηση εξαρτημάτων, απόφραξη, βρωμιά και ηλεκτρικά σφάλματα.
Ευφυής καθοδήγηση λειτουργίας και συντήρησης: Ενσωματώνοντας μοντέλα βροχόπτωσης, ταχύτητας ανέμου και συσσώρευσης σκόνης (μέσω ανάλυσης εξασθένησης ακτινοβολίας), διαμορφώνεται δυναμικά το βέλτιστο οικονομικό σχέδιο καθαρισμού. Με βάση τα δεδομένα θερμοκρασίας και ταχύτητας ανέμου, βελτιστοποιήστε την απαγωγή θερμότητας και τον τρόπο λειτουργίας του μετατροπέα.
Έγκαιρη προειδοποίηση και διάγνωση σφαλμάτων: Σύγκριση σε πραγματικό χρόνο των διαφορών μεταξύ θεωρητικής παραγωγής ενέργειας και πραγματικής παραγωγής ενέργειας και έγκαιρη προειδοποίηση για ανωμαλίες σε επίπεδο στοιχειοσειράς (όπως θερμά σημεία, σφάλματα καλωδίωσης).
3. Ασφάλεια Περιουσιακών Στοιχείων και Διαχείριση Κινδύνων
Έξυπνη άμυνα κατά ακραίων καιρικών φαινομένων: Παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο ισχυρών ανέμων (ενεργοποίηση της αντιανεμικής λειτουργίας του ιχνηλάτη), έντονης βροχόπτωσης (ενεργοποίηση του συστήματος αποστράγγισης), έντονης χιονόπτωσης (προειδοποίηση φορτίων εξαρτημάτων), καταιγίδων (προετοιμασία για προστασία από κεραυνούς εκ των προτέρων) κ.λπ., επιτυγχάνοντας μια μετατροπή από «παθητική απόκριση» σε «ενεργητική άμυνα».
Ασφάλιση και Αξιολόγηση Περιουσιακών Στοιχείων: Παροχή έγκυρων, συνεχών και αμετάβλητων μετεωρολογικών και περιβαλλοντικών αρχείων, προσφέροντας αξιόπιστα στοιχεία για συναλλαγές περιουσιακών στοιχείων σταθμών παραγωγής ενέργειας, ασφαλιστικές απαιτήσεις και αξιολόγηση ζημιών από καταστροφές.
4. Υποστήριξη της αποτελεσματικής λειτουργίας των αμφιπρόσωπων μονάδων και των συστημάτων παρακολούθησης
Για τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας που χρησιμοποιούν διπρόσωπες μονάδες, ο ενσωματωμένος μετεωρολογικός σταθμός μπορεί όχι μόνο να μετρήσει την μετωπική ακτινοβολία, αλλά και τα δεδομένα διάχυτης ακτινοβολίας και ανάκλασης εδάφους είναι κρίσιμα για την αξιολόγηση του κέρδους παραγωγής ενέργειας από την πίσω πλευρά.
Παρέχετε τα πιο ακριβή δεδομένα ηλιακής θέσης και ακτινοβολίας για οριζόντια συστήματα παρακολούθησης ενός άξονα και πλάγιας μονοαξονικής κατεύθυνσης, επιτυγχάνετε δυναμική βελτιστοποίηση των γωνιών παρακολούθησης και μεγιστοποιείτε τη δέσμευση ενέργειας.
IV. Τάσεις Ανάπτυξης: Από τα Συστήματα Παρακολούθησης στον πυρήνα των ψηφιακών διδύμων σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας
Στο μέλλον, οι ολοκληρωμένοι μετεωρολογικοί σταθμοί θα εξελιχθούν προς ένα υψηλότερο επίπεδο νοημοσύνης και ολοκλήρωσης συστημάτων:
1. Βαθιά ενσωμάτωση της Τεχνητής Νοημοσύνης: Αξιοποιώντας τα ενσωματωμένα τσιπ Τεχνητής Νοημοσύνης, επιτυγχάνεται πρόβλεψη κίνησης cloud με βάση την αναγνώριση εικόνας και την αυτοδιδασκαλία, καθώς και βελτιστοποίηση μοντέλων πρόβλεψης ακτινοβολίας και ισχύος με βάση ιστορικά δεδομένα.
2. Βασικοί κόμβοι του ψηφιακού διδύμου: Ως ο πιο ακριβής «αισθητήρας περιβάλλοντος» μεταξύ του φυσικού σταθμού παραγωγής ενέργειας και του ψηφιακού εικονικού σταθμού παραγωγής ενέργειας, τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο αποτελούν την κύρια είσοδο που οδηγεί στην προσομοίωση, την εξαγωγή συμπερασμάτων και τη βελτιστοποίηση του μοντέλου του ψηφιακού διδύμου, επιτυγχάνοντας πρόβα στρατηγικής και βελτιστοποίηση στον εικονικό χώρο.
3. Συμμετοχή στην αλληλεπίδραση με το δίκτυο: Ως «τερματικό ανίχνευσης» του συγκεντρωτικού εικονικού σταθμού παραγωγής ενέργειας (VPP), παρέχει γρήγορη και αξιόπιστη πρόβλεψη της ικανότητας ρύθμισης του σταθμού παραγωγής ενέργειας για το δίκτυο, υποστηρίζοντας βοηθητικές υπηρεσίες όπως η ρύθμιση συχνότητας και η μείωση των αιχμών για το δίκτυο.
Συμπέρασμα: Μόνο με ακριβή αντίληψη μπορεί κανείς να προχωρήσει με το φως
Η εφαρμογή ολοκληρωμένων μετεωρολογικών σταθμών σηματοδοτεί ότι η λειτουργία των φωτοβολταϊκών σταθμών έχει εισέλθει σε ένα νέο στάδιο που χαρακτηρίζεται από «ακριβή αντίληψη σε όλους τους τομείς, βαθιά ενσωμάτωση δεδομένων και έξυπνη συνεργατική λήψη αποφάσεων». Απλοποιεί το πολύπλοκο, μετατρέποντας τις περίπλοκες μετεωρολογικές παραμέτρους σε σαφείς οδηγίες που οδηγούν στην ασφαλή, αποτελεσματική και έξυπνη λειτουργία του σταθμού παραγωγής ενέργειας. Σήμερα, με την πλήρη ισοτιμία της φωτοβολταϊκής ενέργειας και τον ολοένα και πιο έντονο ανταγωνισμό, η επένδυση σε έναν τέτοιο «έξυπνο μετεωρολογικό εγκέφαλο» δεν είναι πλέον απλώς μια τεχνική επιλογή για την αύξηση των εσόδων από την παραγωγή ενέργειας. Είναι επίσης μια στρατηγική διάταξη για τη διασφάλιση της ασφάλειας των περιουσιακών στοιχείων, την ενίσχυση της βασικής ανταγωνιστικότητας των σταθμών παραγωγής ενέργειας και την αντιμετώπιση της μελλοντικής ανάπτυξης του ενεργειακού Διαδικτύου. Δίνει τη δυνατότητα στους φωτοβολταϊκούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας να διαθέτουν πραγματικά τη σύγχρονη παραγωγική ικανότητα «να γνωρίζουν τον χρόνο, να παρατηρούν τις λεπτομέρειες και να βελτιστοποιούν τη λειτουργία» και να προχωρούν σταθερά και μακροπρόθεσμα στον δρόμο της αξιοποίησης της φωτεινής ενέργειας.
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τον μετεωρολογικό σταθμό,
επικοινωνήστε με την Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Ιστότοπος εταιρείας:www.hondetechco.com
Ώρα δημοσίευσης: 17 Δεκεμβρίου 2025