در فرآیند تبدیل شدن تولید برق فتوولتائیک به یک منبع انرژی اصلی، تناوب و نوسانات ذاتی آن به بزرگترین چالش برای جذب شبکه و درآمد نیروگاهها تبدیل میشود. و متغیر اصلی این چالش دقیقاً ابرهای همیشه در حال تغییر در آسمان هستند. پیشبینیهای سنتی آب و هوا و سنجشهای تابش کل برای ثبت تولید، اتلاف و حرکت ابرها در سطح دقیقه دشوار هستند. به همین دلیل، شرکت HONDE سیستم نظارت بر ابر با دقت بالا "Cloud Catcher" را که به طور خاص برای نیروگاههای فتوولتائیک طراحی شده است، راهاندازی کرده است. این سیستم، با رمزگشایی شرایط ابر در آسمان به صورت بلادرنگ و کمی، در حال تبدیل شدن به یک "پایگاه داده" برای افزایش دقت پیشبینی برق نیروگاهها، بهینهسازی برنامهریزی عملیات و نگهداری و به حداکثر رساندن درآمد تولید برق است.
۱. ارزشهای اصلی: از «تحمل منفعلانه نوسانات» تا «پیشبینی فعال تغییرات»
ابرها عامل اصلی ایجاد نوسانات شدید در توان خروجی نیروگاههای فتوولتائیک هستند (که معمولاً به عنوان "اثر سایه ابر" شناخته میشود). ماموریت اصلی سیستم نظارت بر حجم ابر HONDE، ارائه قابلیتهای پیشبینی بسیار کوتاهمدت (5 تا 30 دقیقه آینده) به نیروگاهها است که ارزش آن در سه بعد قرار دارد: تولید برق، شبکههای برق و بازار.
۱. برای خود نیروگاه: پیشبینی دقیق نوسانات یا افتهای ناگهانی برق، فراهم کردن زمان آمادهسازی بحرانی برای شارژ و دشارژ سیستم ذخیره انرژی داخلی و روشن و خاموش کردن تجهیزات، کاهش فرسودگی و استهلاک تجهیزات و تلفات تولید برق.
۲. برای دیسپاچینگ شبکه برق: ارائه دادههای پیشبینی تولید برق فوق کوتاهمدت با دقت بالا برای کمک به تعادل توان شبکه برق در زمان واقعی، کاهش فشار تنظیم فرکانس ناشی از نوسانات فتوولتائیک و افزایش ظرفیت شبکه برق برای پذیرش و تضمین ایمنی انرژیهای تجدیدپذیر.
۳. برای بازار برق: هنگام مشارکت در بازار لحظهای یا بازار خدمات جانبی، پیشبینیهای دقیقتر به معنای جریمههای کمتر ناشی از سوگیری در پیشبینی و استراتژیهای بهتر برای ارائه قیمت است که مستقیماً به بازده معاملاتی بالاتر منجر میشود.
دوم. اصل فنی: «چشم جهانبین» آسمان
مانیتور پوشش ابر HONDE صرفاً یک دستگاه هواشناسی نیست، بلکه یک سیستم تصویربرداری آسمان مبتنی بر فناوریهای پیشرفته نوری و تجزیه و تحلیل تصویر است.
اسکن پانورامای دوبعدی: این سیستم معمولاً از یک تصویربردار تمام آسمان و یک ردیاب خورشیدی با لنز چشم ماهی تشکیل شده است. تصویربردار تمام آسمان به طور مداوم تصاویر ابرها را از کل آسمان با زاویه ۱۸۰ درجه ثبت میکند، در حالی که ردیاب خورشیدی دقیقاً بر روی ناحیه اطراف خورشید تمرکز میکند تا ابرهای نازک یا تکهتکه شدهای را که ممکن است باعث انسداد شوند، رصد کند.
الگوریتم تشخیص تصویر هوشمند: مجهز به الگوریتم هوش مصنوعی که به طور مستقل توسط HONDE توسعه داده شده است، تجزیه و تحلیل تصاویر آسمان گرفته شده را به صورت بلادرنگ انجام میدهد.
تعیین کمیت ابر: محاسبه دقیق حجم کل ابر و ضخامت لایه ابر (ضخامت نوری).
برداریسازی حرکت ابر: از طریق تحلیل پیوسته تصویر، سرعت حرکت، جهت و مسیر حرکت لایه ابر را محاسبه کنید.
طبقهبندی و شناسایی ابرها: انواع مختلف ابرها مانند ابرهای کومولوس، ابرهای استراتوکومولوس و ابرهای سیروس را از هم تشخیص دهید. میزان عبور نور و الگوهای حرکت آنها متفاوت است و تأثیر آنها بر تولید برق نیز متفاوت است.
III. استراتژیهای کاربردی در کل سناریوی نیروگاههای فتوولتائیک
ورودی اصلی برای پیشبینی توان فوق کوتاهمدت
کاربرد: این سیستم دادههای پوشش ابری، سرعت ابر و جهت ابر را به صورت بلادرنگ با پیشبینیهای عددی آب و هوا، مختصات جغرافیایی نیروگاه و مدلهای چیدمان اجزا ادغام میکند.
خروجی: برای ایجاد نمودار توالی «سایه ابر» که نیروگاه ممکن است طی ۵ تا ۳۰ دقیقه آینده تجربه کند، اسکرول کنید و به طور دقیق پیشبینی کنید که هر ابر چه زمانی کدام بخش از آرایه را مسدود میکند و چه مقدار از توان کاهش مییابد.
مزیت: کاهش خطای جذر میانگین مربعات پیشبینیهای بسیار کوتاهمدت به میزان 30 تا 50 درصد، که زمان تصمیمگیری ارزشمندی را برای دیسپاچینگ شبکه برق فراهم میکند.
۲. بهینهسازی بهرهبرداری و نگهداری و همچنین مدیریت داراییهای نیروگاههای بزرگ
راهنمایی هوشمند بازرسی: هنگامی که تشخیص داده شود که منطقه وسیعی از ابر غلیظ برای مدت طولانی منطقه خاصی از نیروگاه را پوشش خواهد داد، میتوان به طور خودکار پهپادها را اعزام کرد یا پرسنل را برای انجام عملیات بازرسی یا تمیزکاری به آن منطقه اعزام کرد و از دوره خارج از اوج تولید برق به طور کامل استفاده کرد و کارایی عملیات و نگهداری را بهبود بخشید.
کمک به تشخیص عملکرد: در ساعات صاف و بدون ابر، نیروگاه باید در حالت حداکثر خروجی نظری باشد. اگر خروجی واقعی در این زمان با مقدار نظری مطابقت نداشته باشد، میتوان تداخل آب و هوا را به سرعت حذف کرد، عیوب تجهیزات را شناسایی کرد و راندمان تشخیصی را بهبود بخشید.
۳. پشتیبانی از عملکرد هماهنگ سناریوهای متعدد "فتوولتائیک+"
همافزایی فتوولتائیک و ذخیرهسازی انرژی: در پروژههای «فتوولتائیک + ذخیرهسازی انرژی»، سیستم به عنوان «چشم» برای کنترل هوشمند سیستم ذخیرهسازی انرژی عمل میکند. هنگامی که افت توان از قبل پیشبینی میشود، میتوان به سیستم ذخیرهسازی انرژی دستور داد که از قبل تخلیه شود تا «شکاف را پر کند». اگر افزایش ناگهانی توان پیشبینی شود، میتوان به سیستم ذخیرهسازی انرژی دستور داد که برای شارژ آماده شود تا از هدر رفتن نور جلوگیری شود و کل توان خروجی نیروگاه یکنواخت شود.
مکملیت چند انرژی: در مبنای یکپارچه انرژی بادی، خورشیدی، برق آبی و ذخیرهسازی، پیشبینی دقیق خروجی فتوولتائیک یک ورودی با ارزش بالا برای الگوریتم توزیع هماهنگ و بهینه مکملیت چند انرژی است.
چهارم. مزایای فنی سیستم HONDE
وضوح مکانی-زمانی بالا: فرکانس نمونهبرداری میتواند به چندین بار در دقیقه برسد و وضوح مکانی میتواند مناطق کوچکی از ابرهای تکهتکه شده را شناسایی کند و امکان ثبت تغییرات سریع شرایط ابر را فراهم کند.
سازگاری قوی با محیط زیست: این تجهیزات مجهز به عملکردهای یخزدایی، رفع تراکم و حذف گرد و غبار خودکار با سطح حفاظت IP65 یا بالاتر هستند که آن را برای محیطهای مختلف نیروگاهی با شرایط سخت مانند فلاتها، بیابانها و مناطق ساحلی مناسب میسازد.
رابط داده باز: از پروتکلهای ارتباطی استاندارد (مانند Modbus TCP، IEC 61850) پشتیبانی میکند و دادهها میتوانند به طور یکپارچه در سیستم SCADA، پلتفرم پیشبینی توان و سیستم مدیریت ذخیرهسازی انرژی نیروگاه ادغام شوند.
قابلیتهای محاسبات لبهای: برخی از الگوریتمهای تحلیل در سمت دستگاه تکمیل میشوند که باعث کاهش وابستگی به قدرت محاسبات ابری و افزایش سرعت پاسخ و امنیت دادهها میشود.
پنجم. مورد تجربی: رام کردن «سایههای ابر» با دادهها
یک نیروگاه فتوولتائیک بزرگ مقیاس ۳۰۰ مگاواتی در کالیفرنیا، ایالات متحده، در منطقهای ساحلی و ابری واقع شده است. این نیروگاه مدتهاست که با مشکل اثر سایه ابر مواجه است که منجر به انحرافات قابل توجه در پیشبینی توان و جریمههای مکرر برای ارزیابی دیسپاچینگ شبکه شده است. پس از استقرار سیستم نظارت بر حجم ابر HONDE و ادغام آن با مدل پیشبینی موجود:
دقت پیشبینی توان فوق کوتاهمدت ۱۵ دقیقهای این نیروگاه ۴۰ درصد بهبود یافته است.
هزینههای خدمات کمکی شبکه به دلیل انحراف پیشبینی، نسبت به سهماهه قبل، 60 درصد کاهش یافت.
با بهینهسازی استراتژی بهرهبرداری از ذخیرهسازی انرژی بر اساس دادههای پیشبینیشده، میانگین درآمد چرخه شارژ و دشارژ روزانه ذخیرهسازی انرژی تقریباً ۱۵ درصد افزایش یافته است.
مدیر عملیات نیروگاه اظهار داشت: «پیش از این، ابر «دشمن» ما بود و ما را غافلگیر میکرد.» اکنون، سیستم HONDE ما را قادر میسازد تا مسیر ابر را «ببینیم»، که به یک «متغیر» تبدیل شده است که میتوانیم از قبل برای آن آماده شویم و با آن مقابله کنیم. این امر شیوه عملیاتی ما را کاملاً متحول کرده است.»
نتیجهگیری
با افزایش نرخ نفوذ انرژی فتوولتائیک در سیستم برق جهانی، مدیریت نوسانات آن از یک «مسئله در سطح نیروگاه» به یک «چالش در سطح سیستم» تبدیل شده است. سیستم نظارت بر حجم ابر «Cloud Catcher» شرکت HONDE دقیقاً تجهیزات تکنولوژیکی پیشرفتهای برای رسیدگی به این چالش است. این سیستم با تبدیل شرایط مبهم ابر در آسمان به جریانهای داده با ابعاد بالا، قابل اندازهگیری، قابل ردیابی و پیشبینی، به نیروگاههای فتوولتائیک «آیندهنگری» ارزشمندی میبخشد. این امر نه تنها به طور قابل توجهی کارایی اقتصادی و سهولت استفاده از نیروگاههای منفرد را افزایش میدهد، بلکه پایه و اساس حیاتی و پایداری را برای ساخت یک سیستم برق جدید با نسبت بالای انرژی تجدیدپذیر فراهم میکند. از صحرای آتاکاما در شیلی تا صحرای گبی در چینگهای، چین، HONDE از قابلیتهای دقیق درک آسمان خود برای کمک به نیروگاههای فتوولتائیک جهانی در عبور از ابرها و دستیابی به خروجی برق سبز پایدارتر، کارآمدتر و ارزشمندتر استفاده میکند.
درباره HONDE: HONDE به عنوان یک نوآور در زمینههای انرژی هوشمند و نظارت دقیق بر محیط زیست، متعهد به ارائه یک راهحل جامع برای صنعت انرژیهای تجدیدپذیر است، از ارزیابی منابع و درک دقیق گرفته تا بهرهبرداری و نگهداری هوشمند، از طریق ادغام فناوریهای میانرشتهای. ما معتقدیم که بینش و پیشبینی عمیقتر نیروهای طبیعی، کلید دستیابی بشریت به آیندهای پایدار در حوزه انرژی است.
برای اطلاعات بیشتر در مورد حسگر آب و هوا، لطفا با Honde Technology Co., LTD تماس بگیرید.
واتساپ: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
وبسایت شرکت:www.hondetechco.com
زمان ارسال: ۱۶ دسامبر ۲۰۲۵