8月21日，四川用電負(fù)荷兩次創(chuàng)下歷史新高，最高達(dá)6797萬千瓦，較去年最大用電負(fù)荷增長近13%，高溫炙烤下，電力供需緊張并出現(xiàn)局部限電。
四川電源結(jié)構(gòu)以水電為主，電力供需受氣候變化、季節(jié)更替影響大，一旦極端高溫、來水偏枯、高負(fù)荷疊加，電力供需便會(huì)出現(xiàn)失衡。
隨著新能源成為主力增量電源，如何應(yīng)對出力波動(dòng)，增強(qiáng)水風(fēng)光互濟(jì)、構(gòu)建多元開發(fā)、智能可靠的新型電力系統(tǒng)成為四川能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
為此，《四川省能源領(lǐng)域碳達(dá)峰實(shí)施方案》著力規(guī)劃：加快打造金沙江上游、金沙江下游、雅礱江、大渡河中上游4個(gè)水風(fēng)光一體化可再生能源綜合開發(fā)基地，同步推進(jìn)其他流域水風(fēng)光多能互補(bǔ)開發(fā)。
其中，雅礱江流域水風(fēng)光一體化基地是中國“十四五”規(guī)劃建設(shè)的九大清潔能源基地之一，也是全球最大的水風(fēng)光一體化基地之一，今年在建裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到1200萬千瓦，為四川電力保供發(fā)揮了“壓艙石”作用。
光伏‘冬春季出力大、夏秋季出力小’，與水電‘夏季豐水期、冬季枯水期’形成天然的年內(nèi)互補(bǔ)，水風(fēng)光一體化大基地是優(yōu)化新能源消納、應(yīng)對尖峰負(fù)荷挑戰(zhàn)的有效方案。
而要打出這一套“組合拳”需要風(fēng)速、光照強(qiáng)度、水流量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和分析，優(yōu)化各能源之間的協(xié)同調(diào)度，提高整體發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，因此利用數(shù)字化平臺(tái)，融合能量流與信息流，從“規(guī)-建-維-營“全生命周期打造數(shù)字化電站成為清潔能源大基地發(fā)展的剛需。
華為公司聯(lián)手雅礱江流域水電開發(fā)有限公司在四川甘孜建設(shè)的數(shù)字化電站——雅礱江柯拉一期光伏電站便是標(biāo)桿案例之一。
征服流域高原
雅礱江柯拉一期光伏電站位于四川省甘孜州雅江縣，項(xiàng)目分布在川西高原，最高海拔4600米，面積約16平方公里，約等于80個(gè)“鳥巢”體育場。
全球最大、海拔最高的水光互補(bǔ)電站——雅礱江柯拉一期光伏
萬事開頭難，流域高原場景是光伏建設(shè)中地勢最復(fù)雜、環(huán)境最嚴(yán)峻的場景之一，受制于高原山地特有的地形特征，施工周期短暫，組織協(xié)調(diào)難度大，建設(shè)方案往往需要反復(fù)調(diào)整，因此在大規(guī)模投建前需“胸有成竹”。
在電站設(shè)計(jì)階段，華為通過利用3D建模和設(shè)計(jì)軟件等進(jìn)行選址、建模、繪圖和模擬等，提升選址精準(zhǔn)度，簡化選址流程，同時(shí)幫助運(yùn)維人員提升設(shè)計(jì)效率、減少設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，為柯拉一期光伏電站打下良好基礎(chǔ)。
在川西高原，物料的運(yùn)輸和管理也面臨極大挑戰(zhàn)，尤其是支架基礎(chǔ)以及樁基組件的施工難度高；高原地區(qū)的氣候條件異常惡劣且變化無常，大風(fēng)、暴雪、冰雹等極端天氣頻發(fā)，安全風(fēng)險(xiǎn)也不容忽視。
數(shù)字化技術(shù)特別是無人機(jī)技術(shù)及智能算法的提前介入可以有效保證工期，節(jié)約人力成本，同時(shí)確保安全，提升監(jiān)管效率。
在工程建設(shè)階段，華為利用無人機(jī)采集電站的正射和傾斜影像，結(jié)合華為黎曼實(shí)驗(yàn)室的3D建模引擎及傾角識(shí)別算法，通過智能圖像處理技術(shù)精確統(tǒng)計(jì)樁體、支架、組件的安裝數(shù)量，并監(jiān)測組件安裝角度和樁體垂直度，與設(shè)計(jì)方案的偏差檢測準(zhǔn)確率達(dá)99%。
此外，該系統(tǒng)能自動(dòng)識(shí)別并報(bào)警危險(xiǎn)區(qū)域入侵、未戴安全帽等安全隱患，通過無人機(jī)喊話進(jìn)行實(shí)時(shí)督導(dǎo)，提高了施工管理的效率和經(jīng)濟(jì)效益，再一次創(chuàng)造4600米的數(shù)字化奇跡。
“無人駕駛”的秘訣
光伏運(yùn)維涵蓋了設(shè)備日常巡檢、定期維護(hù)、故障排查等多方面的工作，環(huán)節(jié)復(fù)雜，作為我國最大的水風(fēng)光一體化光伏電站，柯拉一期光伏電站裝機(jī)規(guī)模100萬千瓦，光伏組件達(dá)200多萬塊，在高原缺氧環(huán)境下，運(yùn)維成本高，流程多，人員壓力大，安全風(fēng)險(xiǎn)高。
為提高運(yùn)營效率，華為電站數(shù)字化解決方案將運(yùn)維流程固化，將巡檢、分析、診斷、定位、修復(fù)等融于一體，打造高效的一站式檢運(yùn)維綜合管理平臺(tái)，端到端全面覆蓋整個(gè)運(yùn)維流程。
雅礱江柯拉一期光伏電站運(yùn)用無人機(jī)自動(dòng)巡檢
以柯拉一期光伏電站為實(shí)踐基地，華為為雅礱江公司打造了一個(gè)覆蓋端到端流程的“智能運(yùn)維駕駛艙”，以華為智能光伏電站管理系統(tǒng)為站內(nèi)數(shù)據(jù)底座，負(fù)責(zé)場站內(nèi)的發(fā)電、告警數(shù)據(jù)收集，并通過離散率分析、智能IV診斷、智能融合診斷技術(shù)對電站進(jìn)行電站運(yùn)維過程的全面診斷。
據(jù)悉，智能運(yùn)維駕駛艙可以將設(shè)備定位時(shí)間縮短30%以上，整體運(yùn)維效率提升50%+。為高海拔環(huán)境中的光伏電站提供了更安全、更高效的運(yùn)維手段，大幅減少了人力資源投入和操作風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了光伏電站少人無人化，體現(xiàn)了華為以人為本的企業(yè)精神。
在運(yùn)維消缺，避免電站帶病運(yùn)行方面，雅礱江柯拉一期光伏電站項(xiàng)目在2024年上半年部署了華為PR深度分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能展示整站及子陣的發(fā)電效率，還通過分析組件發(fā)電數(shù)據(jù)，識(shí)別包括組件損耗、設(shè)備故障、線纜損耗等多種發(fā)電損失，幫助快速發(fā)現(xiàn)影響發(fā)電的關(guān)鍵問題。
8月24日，2024數(shù)字化清潔能源大基地高峰論壇舉辦期間，華為董事、華為數(shù)字能源總裁侯金龍?jiān)谥罗o中強(qiáng)調(diào)，清潔能源基地是能源體系低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，華為希望未來每個(gè)清潔能源基地都能走向數(shù)字化、智能化，最終實(shí)現(xiàn)“無人駕駛”，通過數(shù)字化技術(shù)提升基地的開發(fā)、規(guī)劃、管理水平，最終走向“無人運(yùn)維”。
玩轉(zhuǎn)數(shù)字化運(yùn)營
水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長趙增海在大會(huì)演講中指出，新能源大型風(fēng)光基地“三位一體”規(guī)劃建設(shè)要求，風(fēng)光資源、調(diào)節(jié)支撐電源、輸電外送通道要協(xié)同發(fā)展。他表示，新時(shí)期要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)需要用新理念新模式來推動(dòng)可再生能源大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展。
在日常運(yùn)營中，柯拉一期光伏電站發(fā)出的電通過 500 千伏輸電線路接入兩河口水電站，與水電站“打捆”輸出穩(wěn)定電源。光電與水電“夏季豐水期、冬季枯水期”特點(diǎn)形成天然互補(bǔ)，經(jīng)濟(jì)效益最大化，但這也對光功率預(yù)測的準(zhǔn)確度提出了更高的要求。
為解決這一問題，華為創(chuàng)新性地將大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用在了光伏領(lǐng)域，并將氣象模型的網(wǎng)格精細(xì)化，使其更符合光伏場站局部的氣象狀況。同時(shí)通過將數(shù)據(jù)治理和模型自更新技術(shù)與智能化算法結(jié)合，開創(chuàng)了更為精準(zhǔn)的輻照轉(zhuǎn)功率技術(shù)。
智能化技術(shù)使場站的短期光功率預(yù)測準(zhǔn)確度平均值達(dá)到90%+，提升電站收益，實(shí)現(xiàn)了更高效的水光互補(bǔ)，同時(shí)保障了柯拉一期光伏電站資源的高效利用和穩(wěn)定的電力輸出，為可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用提供了參考案例。
在國家“雙碳”目標(biāo)的引領(lǐng)下，未來以低碳化、數(shù)字化、智能化為代表的能源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新將成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型的核心手段，以水、風(fēng)、光、儲(chǔ)等為代表的新能源場景需運(yùn)用數(shù)字化加速能源產(chǎn)業(yè)變革。
助力“能源產(chǎn)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力加速構(gòu)建”，華為在行業(yè)內(nèi)首次提出“規(guī)-建-維-營”全生命周期數(shù)字化管理，高效實(shí)現(xiàn)了光伏電站的數(shù)字化、智能化、無人化，充分展示了數(shù)字化技術(shù)在清潔能源大基地中的關(guān)鍵作用，創(chuàng)造了柯拉一期光伏電站這一4600米的數(shù)字化奇跡！