Мониторинг и диагностика в реальном времени для повышения эффективности центральных инверторов в крупномасштабных солнечных электростанциях

Аннотация

Актуальность: широкое использование солнечных электростанций вывело на первый план задачу повышения эффективности и надежности центральных инверторов в крупных солнечных парках. Центральные инверторы являются ключевым и одновременно наиболее подверженным отказам звеном всей системы: возникающие в них неисправности вызывают до 20–25 % простоев и приводят к потерям выработанной электроэнергии на уровне 1,5–2,5 %. Поэтому применение методов мониторинга и диагностики в реальном времени имеет важное научное и практическое значение, так как позволяет повысить эффективность работы инверторов, снизить эксплуатационные затраты и уменьшить себестоимость производимой электроэнергии.

Цель: разработка и апробация систем мониторинга и диагностики (RTM&D) в реальном времени для повышения эффективности, надежности и обеспечения дополнительной выработки электроэнергии центральными инверторами в крупных солнечных электростанциях.

Методы: в ходе исследования использовались сенсорные системы для наблюдения в реальном времени за электрическими параметрами , тепловыми режимами и сигналами неисправностей, а также технологии сбора данных на базе SCADA. Эффективность инвертора рассчитывалась по формуле: Для диагностических алгоритмов применялись методы искусственного интеллекта, в частности классификатор опорных векторов (SVM), а также модели расчета тепловых и проводниковых потерь в полупроводниковых ключах.

Результаты: внедрение мониторинговой системы позволило повысить эффективность центральных инверторов с 94,2 % до 96,8 %, сократить продолжительность ежемесячных простоев на 18 %, а среднее время ремонта – на 24 %. Дополнительно была обеспечена экономия сотен МВт·ч электроэнергии в год за счет роста выработки. Предложенный подход обладает преимуществами в виде работы в реальном времени, повышения точности и возможности более эффективной организации профилактического обслуживания.