Úvod: „Chytrý meteorologický mozek“ fotovoltaických elektráren
S rozsáhlým rozvojem fotovoltaických elektráren, složitostí scénářů a zdokonalováním provozu se tradiční decentralizované nezávislé meteorologické senzory staly obtížně splňujícími požadavky moderních elektráren na konzistenci dat, spolehlivost systému a inteligentní rozhodování. Integrované meteorologické stanice se objevily přesně tak, jak to vyžaduje deník The Times. Nejsou to jen jednoduché nahromadění více senzorů, ale spíše díky integrovanému designu, jednotné datové platformě a hluboké integraci algoritmů budují „chytrý meteorologický mozek“ pro vnímání a inteligentní reakci celé elektrárny a stávají se klíčovou infrastrukturou pro digitální a inteligentní transformaci fotovoltaických elektráren.
I. Základní koncept: Od diskrétních dat ke konvergované inteligenci
Hlavní průlom integrované meteorologické stanice spočívá v dosažení modernizace uzavřené smyčky „vnímání – přenos – rozhodování“:
Fyzická integrace: Klíčové senzory, jako je celkové sluneční záření, přímé záření, rozptýlené záření, teplota základní desky komponent, teplota a vlhkost prostředí, rychlost a směr větru, atmosférický tlak a srážky, jsou vysoce integrovány do robustní věže, která byla optimalizována pro aerodynamiku a termodynamiku. Tím se eliminuje chyba prostorové reprezentativnosti dat způsobená uspořádáním na více místech a zajišťuje se, že všechny meteorologické parametry pocházejí „ze stejného bodu a stejného okamžiku“, což pokládá základ pro přesné modelování.
Fúze dat: Vestavěný vysoce výkonný sběrač dat synchronizuje, standardizuje a provádí předběžnou kontrolu kvality dat z více zdrojů z hlediska času a nahrává je do cloudu nebo lokálního datového centra prostřednictvím unifikovaného komunikačního protokolu (například 4G/5G, optické vlákno), čímž vytváří vysoce kvalitní a včasnou „meteorologickou datovou kostku“.
Inteligentní jádro: Díky integraci edge computingových funkcí dokáže přímo na konci stanice spouštět základní algoritmy, jako je výpočet planárního ozáření (POA), teoretického výkonu fotovoltaických modulů, rozpoznávání stavu počasí (slunečno/oblačno/deštivo) atd. v reálném čase, a dosahovat tak okamžité transformace z „surových dat“ na „dostupné informace“.
II. Složení systému a technologické inovace
1. Integrovaný senzorový shluk
Sada pro monitorování radiace: Používá širokopásmové spektrálně optimalizované radiační měřiče stejné úrovně (například ISO 9060:2018 třída A) a denní přímé radiační měřiče pro zajištění přesných a srovnatelných dat o ozáření. Některé pokročilé modely jsou integrovány s celoobrysovými zobrazovacími zařízeními pro zachycení trajektorií pohybu oblaků v reálném čase.
Vícerozměrné vnímání prostředí: Vysoce přesný ultrazvukový anemometr a větrná korouhvička (bez pohyblivých částí a s nízkou údržbou), platinový odporový teplotní senzor, kapacitní senzor vlhkosti a srážek, všechny byly zesíleny v konstrukci pro fotovoltaická prostředí (jako jsou silná elektromagnetická pole a vysoká prašnost).
Přímé měření stavu komponent: Přímé měření teploty zadní vrstvy reprezentativních fotovoltaických modulů je nejpřímějším základem pro korekci teplotních ztrát a vyhodnocení podmínek odvodu tepla.
2. Inteligentní jednotka pro sběr dat a edge computing
Nabízí vícekanálovou synchronní kolekci, velkokapacitní lokální úložiště a funkce pro obnovení v bodě přerušení.
Je vybaven specializovaným algoritmickým modelem pro fotovoltaický průmysl, který dokáže v reálném čase vypočítat teoretickou referenční hodnotu poměru výkonu a výkonu (PR) elektrárny a generovat předběžnou predikci výkonu a abnormální alarmy.
3. Spolehlivý systém napájení a komunikace
Pro zajištění nepřetržitého provozu 7× 24 hodin denně je použito řešení napájení mimo síť typu „fotovoltaika + úložiště energie“.
Podpora redundantní komunikace s dvojitým propojením pro zajištění stabilního přenosu dat i za nepříznivého počasí.
Iii. Scénáře klíčových aplikací a tvorba hodnoty
Tok dat integrované meteorologické stanice je hluboce integrován do každého provozního článku fotovoltaické elektrárny, což vytváří vícerozměrnou hodnotu:
Vysoce přesná predikce a optimalizace transakcí v oblasti kapacity výroby energie
Podpora predikce v více časových měřítkách: Poskytovaná vysoce kvalitní a konzistentní data jsou klíčovým vstupem pro lokalizační korekci modelů numerické predikce počasí (NWP) a predikčních modelů strojového učení. Mohou výrazně zvýšit přesnost krátkodobé (hodinové až denní) a ultrakrátkodobé (0–4 hodiny) predikce výkonu, snížit pokuty za posouzení sítě způsobené odchylkami predikce a poskytnout klíčový základ pro rozhodování o spotovém obchodování na trhu s elektřinou.
Případová hodnota: Po nasazení integrované meteorologické stanice ve velké horské elektrárně v provincii Šan-si se přesnost její denní předpovědi zvýšila na více než 93 % a roční náklady na posouzení se snížily o více než jeden milion juanů.
2. Hloubková kontrola výkonu a přesný provoz a údržba elektráren
Zdokonalené srovnávací měření výkonu (analýza PR): Na základě naměřených dat o ozáření POA a teploty zadní desky lze provádět denní a měsíční výpočty hodnot PR a analýzy trendů pro celou stanici, každé dílčí pole a každou střídačovou jednotku, což umožňuje rychle identifikovat ztráty výkonu způsobené útlumem komponent, okluzí, znečištěním a elektrickými poruchami.
Inteligentní pokyny pro provoz a údržbu: Integrací modelů srážek, rychlosti větru a akumulace prachu (prostřednictvím analýzy útlumu záření) je dynamicky formulován optimální ekonomický plán čištění. Na základě údajů o teplotě a rychlosti větru optimalizujte odvod tepla a provozní režim střídače.
Včasné varování a diagnostika poruch: Porovnání rozdílů mezi teoretickou a skutečnou výrobou energie v reálném čase a včasné varování před anomáliemi na úrovni řetězců (jako jsou přehřátá místa, poruchy zapojení).
3. Zabezpečení aktiv a řízení rizik
Inteligentní ochrana proti extrémnímu počasí: Monitorování silného větru v reálném čase (spuštění protivětrného režimu trackeru), silného deště (aktivace odvodňovacího systému), silného sněžení (varování před zatížením komponent), bouřek (předběžná příprava na ochranu před bleskem) atd., čímž se dosahuje transformace z „pasivní reakce“ na „aktivní obranu“.
Pojištění a hodnocení aktiv: Poskytovat věrohodné, průběžné a neměnné meteorologické a environmentální záznamy, které nabízejí důvěryhodné datové důkazy pro transakce s aktivy elektráren, pojistné události a hodnocení škod způsobených katastrofami.
4. Podpora efektivního provozu bifaciálních modulů a sledovacích systémů
U elektráren využívajících bifaciální moduly dokáže integrovaná meteorologická stanice měřit nejen frontální ozáření, ale také rozptýlené záření a údaje o odrazivosti od země, které jsou klíčové pro vyhodnocení zisku výroby energie ze zadní strany.
Poskytněte nejpřesnější data o poloze slunce a ozáření pro horizontální jednoosé a šikmé jednoosé sledovací systémy, dosáhněte dynamické optimalizace úhlů sledování a maximalizujte zachycení energie.
Iv. Trendy vývoje: Od monitorovacích systémů k jádru enginu digitálních dvojčat v elektrárnách
V budoucnu se integrované meteorologické stanice vyvinou směrem k vyšší úrovni inteligence a systémové integrace:
1. Hluboká integrace umělé inteligence: Využitím integrovaných čipů umělé inteligence je dosaženo predikce pohybu oblaků na základě rozpoznávání obrazu a samoučení a optimalizace modelů predikce ozařování a výkonu na základě historických dat.
2. Klíčové uzly digitálního dvojčete: Jako nejpřesnější „senzor prostředí“ mezi fyzickou elektrárnou a digitální virtuální elektrárnou jsou data v reálném čase klíčovým vstupem pro simulaci, dedukci a optimalizaci modelu digitálního dvojčete, čímž se dosahuje strategického nácviku a optimalizace ve virtuálním prostoru.
3. Účast na interakci se sítí: Jako „snímací terminál“ agregované virtuální elektrárny (VPP) poskytuje rychlou a spolehlivou predikci regulační kapacity elektrárny pro síť a podporuje pomocné služby, jako je regulace frekvence a potlačení špiček pro síť.
Závěr: Pouze přesným vnímáním se lze pohybovat vpřed se světlem.
Aplikace integrovaných meteorologických stanic naznačuje, že provoz fotovoltaických elektráren vstoupil do nové fáze charakterizované „přesným vnímáním ve všech oblastech, hlubokou integrací dat a inteligentním kolaborativním rozhodováním“. Zjednodušuje komplex a transformuje složité meteorologické parametry do jasných instrukcí, které řídí bezpečný, efektivní a inteligentní provoz elektrárny. Dnes, s plnou paritou fotovoltaické energie a stále tvrdší konkurencí, investice do takového „chytrého meteorologického mozku“ již není pouze technickou možností pro zvýšení příjmů z výroby energie; je to také strategické uspořádání pro zajištění bezpečnosti aktiv, zvýšení konkurenceschopnosti elektráren a čelit budoucímu rozvoji energetického internetu. Umožňuje fotovoltaickým elektrárnám skutečně disponovat moderní výrobní kapacitou „znalosti načasování, sledování detailů a optimalizace provozu“ a stabilně a dalekosáhle se posouvat vpřed na cestě k využití světelné energie.
Pro více informací o meteorologické stanici,
Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Čas zveřejnění: 17. prosince 2025