設(shè)計(jì)建模與故障分析(講稿)

1、王昊軼 中國(guó)科學(xué)院 電工研究所 內(nèi)容與目標(biāo)概 述利用利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與現(xiàn)代優(yōu)化技術(shù)，以光伏電站，以光伏電站能效能效模型模型為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出一整套貫穿光伏電站設(shè)計(jì)、運(yùn)維、評(píng)估全生命周為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)出一整套貫穿光伏電站設(shè)計(jì)、運(yùn)維、評(píng)估全生命周期的綜合應(yīng)用工具包。用以指導(dǎo)工程技術(shù)人員完成電站精細(xì)化設(shè)計(jì)和離期的綜合應(yīng)用工具包。用以指導(dǎo)工程技術(shù)人員完成電站精細(xì)化設(shè)計(jì)和離線特性分析。在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)光伏電站各個(gè)能量變換環(huán)節(jié)線特性分析。在設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)光伏電站各個(gè)能量變換環(huán)節(jié)能效損失能效損失指標(biāo)的精確計(jì)算指標(biāo)的精確計(jì)算；在運(yùn)維階段，利用設(shè)計(jì)軟件輸出的設(shè)計(jì)模型，；在運(yùn)維階段，利用設(shè)計(jì)軟件

2、輸出的設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行電站運(yùn)行特性的在線分析和故障診斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)維，進(jìn)行電站運(yùn)行特性的在線分析和故障診斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧運(yùn)維，提高提高系統(tǒng)整體能效的目的系統(tǒng)整體能效的目的。故障分析設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立故障分析光伏電站物理模型光伏電站物理模型數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視自動(dòng)發(fā)電控制自動(dòng)發(fā)電控制功率預(yù)測(cè)功率預(yù)測(cè)智慧智慧運(yùn)維運(yùn)維管理管理 網(wǎng)網(wǎng) 側(cè)側(cè) 調(diào)調(diào) 度度電電 站站 發(fā)電與發(fā)電與 儲(chǔ)儲(chǔ) 能能 設(shè)設(shè) 備備電站精細(xì)化設(shè)計(jì)電站精細(xì)化設(shè)計(jì) 內(nèi)容與目標(biāo)概 述設(shè)計(jì)建模能效模型建立故障分析能效模型建立 內(nèi)容與目標(biāo)概 述設(shè)計(jì)建模故障分析核心模型算法庫(kù)光伏電站模型電站電氣分

3、析機(jī)械結(jié)構(gòu)分析資源數(shù)據(jù)分析太陽(yáng)軌跡模型經(jīng)濟(jì)評(píng)估基 礎(chǔ) 數(shù) 據(jù) 管 理逆變器光伏組件變壓器電纜地理位置資源數(shù)據(jù)光伏電站設(shè)計(jì)結(jié)果和計(jì)算機(jī)模型項(xiàng)目文件管理資源分析與評(píng)估電站方陣設(shè)計(jì)電 站 整 體 布 局 設(shè) 計(jì)電 站 運(yùn) 行 特 性 分 析電站經(jīng)濟(jì)評(píng)估輻照溫度風(fēng)速風(fēng)向電氣方案支架設(shè)計(jì)三維遮擋分析二維方陣排布設(shè)計(jì)一次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)潮流分析損耗分析短路計(jì)算運(yùn)行方式局部遮擋電池陣列故障灰塵影響二維布局設(shè)計(jì)電站定義設(shè)計(jì)進(jìn)度項(xiàng)目報(bào)表工程技術(shù)人員通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)建模工程技術(shù)人員通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)建模 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析軟件開(kāi)發(fā)完成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)界面，用戶可根軟件開(kāi)發(fā)完成完整的數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)界面，

4、用戶可根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳緮?shù)據(jù)及其他設(shè)備參數(shù)進(jìn)行維護(hù)。據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笳緮?shù)據(jù)及其他設(shè)備參數(shù)進(jìn)行維護(hù)。軟件的電氣參數(shù)與氣象數(shù)據(jù)管理軟件的電氣參數(shù)與氣象數(shù)據(jù)管理 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析相對(duì)于傾斜表相對(duì)于傾斜表面太陽(yáng)的位置面太陽(yáng)的位置地外地外傾斜表面輻射傾斜表面輻射地外地外水平表面輻射水平表面輻射直射因子直射因子地表地表水平輻射數(shù)據(jù)水平輻射數(shù)據(jù)晴空因子晴空因子地表地表水平輻射的直散分離水平輻射的直散分離光伏陣列表面輻射光伏陣列表面輻射光伏陣列結(jié)構(gòu)光伏陣列結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)表面輻射計(jì)算與傾角優(yōu)化表面輻射計(jì)算與傾角優(yōu)化 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析內(nèi)容與目標(biāo)地地 形形 分分 析析 與

5、與 陣陣 列列 間間 距距 的的 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) AutoCAD等高線地形圖導(dǎo)入地形圖重構(gòu)電站紅線范圍劃定坡度計(jì)算陣列間距電氣模型輻射模型能量輸出特征能量輸出特征太陽(yáng)軌跡設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析陣列傾角、朝向陰影遮擋面積輻射衰減陣列間距陣列傾角陣列采光面面積遮擋因子陣列電氣模型陣列失配電氣特性陣列間遮擋情況下的輻射衰減與電氣特性陣列間遮擋情況下的輻射衰減與電氣特性 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析組組 串串 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 與與 接接 線線 分分 析析 算算 法法組件參數(shù)逆變器參數(shù)功率約束面積約束組串方案陣列單元設(shè)計(jì)組件接線分析局部遮擋分析 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故

6、障分析組組 件件 失失 配配 條條 件件 下下 的的 特特 性性 分分 析析 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析組組 件件 失失 配配 條條 件件 下下 的的 特特 性性 分分 析析 內(nèi)容與目標(biāo)組件參數(shù)陣列失配條件PV曲線生成時(shí)序PV曲線生成能量輸出計(jì)算設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析動(dòng)態(tài)遮擋變化通過(guò)設(shè)計(jì)建模實(shí)現(xiàn)電站性能預(yù)評(píng)估通過(guò)設(shè)計(jì)建模實(shí)現(xiàn)電站性能預(yù)評(píng)估 內(nèi)容與目標(biāo)設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析設(shè)計(jì)建模 內(nèi)容與目標(biāo)系統(tǒng)模型離線分析電站精細(xì)化設(shè)計(jì)電站評(píng)估設(shè)備性能檢測(cè)故障診斷 設(shè)備已經(jīng)損壞，需要設(shè)備已經(jīng)損壞，需要現(xiàn)場(chǎng)維修或更換?，F(xiàn)場(chǎng)維修或更換。 發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行缺陷，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行缺陷，極早進(jìn)行消缺、維護(hù)，極早進(jìn)行消缺、維護(hù)，避免設(shè)備損壞。避免設(shè)備損壞。能效模型建立概 述故障分析 內(nèi)容與目標(biāo)功率損耗功率損耗分析分析在線在線故障預(yù)判故障預(yù)判 通過(guò)理論損耗與實(shí)際損耗的比對(duì)分析通過(guò)理論損耗與實(shí)際損耗的比對(duì)分析，找到異常損耗環(huán)節(jié)，識(shí)別出異常消耗，找到異常損耗環(huán)節(jié)，識(shí)別出異常消耗功率的部件，提前實(shí)現(xiàn)在線故障預(yù)判。功率的部件，提前實(shí)現(xiàn)在線故障預(yù)判。智慧智慧運(yùn)維管理運(yùn)維管理 1、設(shè)計(jì)建模能效模型建立概 述故障分析 內(nèi)容與