雅砻江柯拉一期光伏电站的数字化跃迁!

　　减碳、低碳是中国发展的必由之路，这不仅是为了缓解全球气候问题，也是中国破解能源供给难题的必然选择。按照规划，到2030年，中国以风电光伏为主的新能源装机规模将达到12亿千瓦。四川省山川环绕、河道纵横，水力发电资源丰富，拥有发展绿色能源产业的优质基础。在川西大山里，仅雅砻江干流的水电可开发容量就有约3000万千瓦，两岸风能、太阳能可开发容量超过6000万千瓦，抽水蓄能容量超1000万千瓦，总体可开发清洁能源总规模超过1亿千瓦。国家已经将雅砻江流域规划为特大型水风光一体化示范基地，目前建成投产了柯拉一期光伏电站，这也是全球已建成投产的海拔最高、规模最大的数字化水光互补电站，并正在探索全生命周期数字化。

　　全生命周期数字化的绿能电站有什么特别之处?最近飞象网记者跟随“绿色能源，数智川蜀”媒体探访活动来到了川西高山大河之间，实地探访了柯拉一期光伏电站的建设情况。

　　科学规划，山水间打造科技创新高地

　　雅砻江柯拉一期光伏电站是雅砻江两河口水电站水光互补一期项目，总面积约16平方公里，装机规模100万千瓦。由于电站位于川西偏远的高原上，海拔最高超过4600米，海拔高、地形复杂，因此规划、建设、运维等方面都面临着巨大挑战。与此同时，当地气象条件变化快，光功率预测不准，实际产能功率波动大，对技术设备和现场管理带来了诸多困难。

　　电站技术人员告诉记者，2023年6月电站并网投产，共使用了212万块光伏组件、5000多台逆变器、300多台箱式变电站，部署桩基53万根，场地面积约16平方公里。设备多、面积大，全靠人工管理不现实，必须要引进创新的技术手段实现全周期智能化管理。为此雅砻江公司与华为、中国电科院等设立了联合创新中心，共同破解技术难题。

　　经过周密研究，华为向雅砻江公司提供了“规-建-维-营全生命周期数字化”解决方案。该方案以智能算法为核心，构建了百万设备接入、全面诊断分析和数据处理三大能力，使之成为电站项目“全生命周期数字化”的坚实底座，并在此基础上打造了实景建模、施工进度管理、工程质量管理、工地安全管理、设备运维管理、电站运行保障、电站智能控制、多能协同、辅助决策、场站运营管理等多个方面的数字化、智能化应用。

　　设计与建设数字化，精准、高效、可预测

　　雅砻江柯拉一期光伏电站从设计到建设，全程采用了数字化技术。在电站设计阶段，雅砻江公司与华为借助3D建模和设计软件等工具，进行电站的选址、建模、绘图和模拟等，大大简化了选址流程，也提高了设计效率，避免了很多不必要的设计失误。

　　在电站建设阶段，由于现场非常偏远、地形复杂，施工和现场管理难度很大，华为为施工方提供了无人机系统进行现场管控。该系统利用华为的3D建模引擎及倾角识别算法，可以实时识别桩体、支架、组件等安装数量，精准统计施工进度;判断组件安装角度和桩体垂直度，有效提高施工过程中的质量管控水平。无人机系统还可以自动识别危险区域入侵、未戴安全帽、高空作业未系安全绳等情况，以无人机喊话来进行督导、劝离。

　　据记者了解，雅砻江公司还与华为合作，在建设中的117万千瓦扎拉山光伏电站项目上首次部署了智能工程管理平台解决方案。该方案具有厘米级的实景建模引擎，可以还原电站的三维地貌，在线跟踪施工进度，智能识别错建、漏建情况，并实施监测施工现场进展情况。该项目预计会在2025年全容量并网发电。

　　运维数字化，整体效率提高50%以上

　　如果说大山深处的建设难，那么建成之后年复一年的运维更难，毕竟需要工作人员经常性地巡视、排查故障。光伏电站运维非常关键，每天都有海量的设备、器件需要查看、维护、排查，工作人员也非常辛苦。不过在雅砻江柯拉一期光伏电站项目中，华为提供了电站营维数字化解决方案，该方案将巡检、分析、诊断、定位、修复等融于一体，可以一站式完成检运维综合管理任务，端到端覆盖整个运维流程。

　　据电站技术人员介绍，华为及其合作伙伴在雅砻江柯拉一期光伏电站打造了一个覆盖端到端流程的“智能运维驾驶舱”。这个智能舱以华为智能光伏电站管理系统为支撑，采集场站内的发电、告警数据并进行智能分析和诊断，对故障运维的经济性进行分析，并根据优先级和分布自动规划运维路线。随后利用站内导航系统，将运维人员快速引导至故障设备处进行处理。 现场实测表明，站内导航可缩短逆变器定位时间30%以上，大幅缩减运维人员走动寻找的距离，整体运维效率提高了50%以上，提升了高海拔光伏电站运维的少人、无人水平。

　　以数字化为翼，重塑运营

　　随着时间的推移，建成投产的电站设备会逐渐老化、产能效率衰减，因此电站在做好运维工作之外，还需要及时引入先进的数字化、智能化技术，提升全生命周期发电量、保障安全生产。为此雅砻江公司与华为合作，在2024年上半年为雅砻江柯拉一期光伏电站项目部署了PR深度分析系统。

　　技术人员告诉记者，PR深度分析系统可以呈现整站及单个子阵的发电效率，并通过分析各部件发电数据，给出组件损耗、低效设备损失、设备故障损失、积灰/冰雪损失等十几类发电损失，直观地显示在PR看板上。这样可以辅助运维人员制定运维计划，改善柯拉电站的发电效率，还可以与其他电站进行对比，帮助客户获得建站和设备选型经验。

　　记者了解到，柯拉一期光伏电站属于“水光互补”电站，光伏发电通过500千伏输电线路接入两河口水电站，与水电站捆绑输出稳定电力。通常夏季丰水期水力资源充足而光照不足，冬季枯水期水力资源欠缺而光照充足，因此“水光互补”极具潜力。不过在光伏发电最令人头痛的是发电功率难以控制，需要设法精准预测光功率。为解决这个问题，华为创新地将气象大模型应用在了光伏领域，将数据治理和模型自更新技术与AI算法结合，开发出了高精度的辐照转功率技术，短期光功率预测准确度平均值达到90%以上。

　　通过引入全生命周期的数字化技术，雅砻江流域正在迅速崛起一个全球领先的绿电生产基地，这是中国新一代数字化、智能化能源产业发展的巨大成就，也为世界各国落实“双碳”承诺提供了切实可行的前进方向。（飞象网 计育青/文)