Úvod: „Inteligentný meteorologický mozog“ fotovoltaických elektrární
S rozsiahlym rozvojom fotovoltaických elektrární, zložitosťou scenárov a zdokonaľovaním prevádzky sa tradičné decentralizované nezávislé meteorologické senzory stali ťažko spĺňajúcimi požiadavky moderných elektrární na konzistentnosť údajov, spoľahlivosť systému a inteligentné rozhodovanie. Integrované meteorologické stanice sa objavili presne tak, ako to vyžadujú noviny The Times. Nie sú len jednoduchým nahromadením viacerých senzorov, ale skôr prostredníctvom integrovaného dizajnu, jednotnej dátovej platformy a hlbokej integrácie algoritmov budujú „inteligentný meteorologický mozog“ pre vnímanie a inteligentnú reakciu celej elektrárne a stávajú sa základnou infraštruktúrou pre digitálnu a inteligentnú transformáciu fotovoltaických elektrární.
I. Základný koncept: Od diskrétnych dát ku konvergovanej inteligencii
Hlavným prielomom integrovanej meteorologickej stanice je dosiahnutie modernizácie uzavretého cyklu „vnímanie – prenos – rozhodovanie“:
Fyzická integrácia: Kľúčové senzory, ako je celkové slnečné žiarenie, priame žiarenie, rozptýlené žiarenie, teplota zadnej dosky komponentov, teplota a vlhkosť prostredia, rýchlosť a smer vetra, atmosférický tlak a zrážky, sú vysoko integrované do robustnej veže, ktorá bola optimalizovaná pre aerodynamiku a termodynamiku. Tým sa eliminuje chyba priestorovej reprezentatívnosti údajov spôsobená usporiadaním na viacerých miestach, čím sa zabezpečí, že všetky meteorologické parametre pochádzajú z „rovnakého bodu a rovnakého okamihu“, čím sa kladie základ pre presné modelovanie.
Fúzia údajov: Vstavaný vysokovýkonný zberač údajov synchronizuje, štandardizuje a vykonáva predbežnú kontrolu kvality údajov z viacerých zdrojov z hľadiska času a nahráva ich do cloudu alebo lokálneho dátového centra prostredníctvom unifikovaného komunikačného protokolu (ako napríklad 4G/5G, optické vlákno), čím vytvára vysoko kvalitnú a veľmi aktuálnu „meteorologickú dátovú kocku“.
Inteligentné jadro: Vďaka integrácii funkcií edge computingu dokáže priamo na konci stanice spúšťať základné algoritmy, ako napríklad výpočet planárnej ožiarenosti (POA) v reálnom čase, teoretický výkon fotovoltaických modulov, rozpoznávanie stavu počasia (slnečno/oblačno/daždivo) atď., čím sa dosahuje okamžitá transformácia z „surových údajov“ na „dostupné informácie“.
II. Zloženie systému a technologické inovácie
1. Integrovaný zoskupenie senzorov
Súprava na monitorovanie žiarenia: Používa širokopásmové spektrálne optimalizované merače žiarenia rovnakej úrovne (ako napríklad ISO 9060:2018 trieda A) a priame merače žiarenia so sledovaním denného žiarenia, aby sa zabezpečili presné a porovnateľné údaje o ožiarení. Niektoré pokročilé modely sú integrované s celooblohovými zobrazovačmi na zachytávanie trajektórií pohybu oblakov v reálnom čase.
Viacrozmerné vnímanie prostredia: Vysoko presný ultrazvukový anemometer a veterná lopatka (bez pohyblivých častí a s nízkou údržbou), platinový odporový snímač teploty, kapacitný snímač vlhkosti a zrážok, všetky boli zosilnené v dizajne pre fotovoltaické prostredia (ako sú silné elektromagnetické polia a vysoká prašnosť).
Priame meranie stavu komponentov: Priame meranie teploty zadnej vrstvy reprezentatívnych fotovoltaických modulov je najpriamejším základom pre korekciu teplotných strát a vyhodnotenie podmienok odvodu tepla.
2. Inteligentná jednotka pre zber údajov a edge computing
Ponúka viackanálový synchrónny zber, veľkokapacitné lokálne úložisko a funkcie obnovy po prerušení.
Je vybavený špecializovaným algoritmickým modelom pre fotovoltaický priemysel, ktorý dokáže v reálnom čase vypočítať teoretickú referenčnú hodnotu pomeru výkonu a výkonu (PR) elektrárne a generovať predbežnú predpoveď výkonu a abnormálne alarmy.
3. Spoľahlivý systém napájania a komunikácie
Na zabezpečenie nepretržitej prevádzky 7× 24 hodín denne sa používa riešenie napájania mimo siete typu „fotovoltaika + akumulácia energie“.
Podpora redundantnej komunikácie s dvojitým prepojením pre zabezpečenie stabilného prenosu dát aj v nepriaznivom počasí.
Iii. Základné aplikačné scenáre a tvorba hodnoty
Tok údajov integrovanej meteorologickej stanice je hlboko integrovaný do každého prevádzkového článku fotovoltaickej elektrárne, čím vytvára viacrozmernú hodnotu:
Vysoko presná predikcia a optimalizácia transakcií kapacity výroby energie
Podpora predikcie vo viacerých časových rámcoch: Poskytované vysokokvalitné a konzistentné údaje sú kľúčovým vstupom pre lokalizačnú korekciu modelov numerickej predikcie počasia (NWP) a predikčných modelov strojového učenia. Môžu výrazne zvýšiť presnosť krátkodobej (hodinovej až dennej) a ultrakrátkodobej (0 – 4 hodiny) predikcie výkonu, znížiť pokuty za hodnotenie siete spôsobené odchýlkami predikcie a poskytnúť kľúčový základ pre rozhodovanie o spotovom obchodovaní na trhu s elektrinou.
Hodnota prípadu: Po nasadení integrovanej meteorologickej stanice vo veľkej horskej elektrárni v provincii Shanxi sa presnosť jej dennej predpovede zvýšila na viac ako 93 % a ročné náklady na posúdenie sa znížili o viac ako jeden milión juanov.
2. Hĺbková kontrola výkonu a presná prevádzka a údržba elektrární
Zdokonalené porovnávanie výkonu (PR analýza): Na základe nameraných údajov o ožiarení POA a teplote zadnej dosky je možné vykonávať denné a mesačné výpočty hodnôt PR a analýzy trendov pre celú stanicu, každé podpole a každú invertorovú jednotku, čím sa rýchlo identifikujú straty výkonu spôsobené útlmom komponentov, oklúziou, nečistotami a elektrickými poruchami.
Inteligentné pokyny pre prevádzku a údržbu: Integráciou modelov zrážok, rýchlosti vetra a akumulácie prachu (prostredníctvom analýzy útlmu žiarenia) sa dynamicky formuluje optimálny ekonomický plán čistenia. Na základe údajov o teplote a rýchlosti vetra sa optimalizuje odvod tepla a prevádzkový režim meniča.
Včasné varovanie a diagnostika porúch: Porovnanie rozdielov medzi teoretickou a skutočnou výrobou energie v reálnom čase a včasné varovanie pred anomáliami na úrovni reťazcov (ako sú napríklad horúce miesta, poruchy zapojenia).
3. Zabezpečenie majetku a riadenie rizík
Inteligentná ochrana proti extrémnemu počasiu: Monitorovanie silného vetra v reálnom čase (spustenie režimu sledovania proti vetru), silného dažďa (aktivácia odvodňovacieho systému), silného sneženia (upozornenie na zaťaženie komponentov), búrok (včasná príprava na ochranu pred bleskom) atď., čím sa dosiahne transformácia z „pasívnej reakcie“ na „aktívnu obranu“.
Poistenie a hodnotenie majetku: Poskytovanie spoľahlivých, nepretržitých a nemenných meteorologických a environmentálnych záznamov, ktoré ponúkajú dôveryhodné dôkazy o údajoch pre transakcie s majetkom elektrární, poistné udalosti a hodnotenie škôd spôsobených katastrofami.
4. Podporovať efektívnu prevádzku bifaciálnych modulov a sledovacích systémov
V prípade elektrární využívajúcich bifaciálne moduly dokáže integrovaná meteorologická stanica merať nielen frontálne ožiarenie, ale aj rozptýlené žiarenie a údaje o odrazivosti zeme, ktoré sú kľúčové pre vyhodnotenie zisku z výroby energie zo zadnej strany.
Poskytnite najpresnejšie údaje o polohe slnka a ožiarení pre horizontálne jednoosové a šikmé jednoosové sledovacie systémy, dosiahnite dynamickú optimalizáciu uhlov sledovania a maximalizujte zachytávanie energie.
Iv. Trendy vývoja: Od monitorovacích systémov k jadru digitálnych dvojčiat v elektrárňach
V budúcnosti sa integrované meteorologické stanice budú vyvíjať smerom k vyššej úrovni inteligencie a systémovej integrácie:
1. Hlboká integrácia umelej inteligencie: Využitím integrovaných čipov umelej inteligencie sa dosahuje predikcia pohybu oblakov na základe rozpoznávania obrazu a samoučenia a optimalizácia modelov predikcie ožiarenia a výkonu na základe historických údajov.
2. Kľúčové uzly digitálneho dvojčaťa: Ako najpresnejší „senzor prostredia“ medzi fyzickou elektrárňou a digitálnou virtuálnou elektrárňou sú údaje v reálnom čase hlavným vstupom, ktorý riadi simuláciu, dedukciu a optimalizáciu modelu digitálneho dvojčaťa, čím sa dosahuje strategické precvičovanie a optimalizácia vo virtuálnom priestore.
3. Podieľajte sa na interakcii so sieťou: Ako „snímací terminál“ agregovanej virtuálnej elektrárne (VPP) poskytuje rýchlu a spoľahlivú predpoveď regulačnej kapacity elektrárne pre sieť a podporuje pomocné služby, ako je regulácia frekvencie a eliminácia špičiek pre sieť.
Záver: Len presným vnímaním sa človek môže pohnúť vpred so svetlom
Aplikácia integrovaných meteorologických staníc naznačuje, že prevádzka fotovoltaických elektrární vstúpila do novej fázy, ktorá sa vyznačuje „presným vnímaním vo všetkých oblastiach, hlbokou integráciou údajov a inteligentným kolaboratívnym rozhodovaním“. Zjednodušuje komplex a transformuje zložité meteorologické parametre na jasné pokyny, ktoré riadia bezpečnú, efektívnu a inteligentnú prevádzku elektrárne. Dnes, s plnou paritou fotovoltaickej energie a čoraz tvrdšou konkurenciou, investícia do takéhoto „inteligentného meteorologického mozgu“ už nie je len technickou možnosťou na zvýšenie príjmov z výroby energie; je to aj strategické usporiadanie na zabezpečenie bezpečnosti aktív, zvýšenie základnej konkurencieschopnosti elektrární a riešenie budúceho rozvoja energetického internetu. Umožňuje fotovoltaickým elektrárňam skutočne disponovať modernou výrobnou kapacitou „poznania načasovania, sledovania detailov a optimalizácie prevádzky“ a stabilne a ďaleko napredovať na ceste k využívaniu svetelnej energie.
Pre viac informácií o meteorologickej stanici,
Kontaktujte, prosím, spoločnosť Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webová stránka spoločnosti:www.hondetechco.com
Čas uverejnenia: 17. decembra 2025