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光伏,迈入AI时代

作者: 发布于:2020-05-08 09:30

一、AI使能千行百业

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人类正进入一个万物互联的智能年代。

近年来,“AI”成为高频词汇。人类新的应战,对美好日子的寻求,对科学无止境的探究,以及学习怎么与天然调和共存,AI都在发挥着巨大作用。在最近的新冠肺炎疫情防控中,人工智能就在病毒剖析、药物研制、智能测温、辅佐确诊等方面起到重要作用。

在为新技能、新工业、新经济而生的5G、大数据、人工智能和工业互联网等新式根底设施建造(简称“新基建”)中,作为重要范畴之一,人工智能将有望重构出产、分配、交流、消费等,催生新技能、新产品、新工业、新业态、新形式。

这是最好的年代,也是最具应战的年代。人工智能技能的强壮赋能,正史无前例地促进各行各业价值发明办法,怎么用立异改动国际,这是今日咱们的一起使命。

自2018年10月发布AI战略以来,华为稳步而有序地推进战略履行、产品研制及商用进程。2019年,跟着昇腾系列AI处理器、全场景AI核算结构MindSpore、Atlas全系列产品、依据昇腾的云服务的推出,华为已完满意栈全场景AI解决方案的构建。现在,这些解决方案已在各职业日益广泛使用,让AI无所不及。 

二、AI,对光伏的激活与重塑

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全球资源供给严重,环境恶化等问题正在加重。在人类生计与文明开展的岔道口上,从根本上改动动力供给形式,开展新动力已经成为应对全球资源危机与气候变化问题的必经之路。以光伏为主力军的可再生动力必定是未来动力的干流趋势。可是怎么进步光伏的浸透率,让光伏从平价动力走向优质的干流动力?咱们还面临着很大的应战。

伴跟着数字信息技能的开展,华为智能光伏引领了光伏开展的三个年代。从开端的数字化+光伏,互联网+光伏,到AI+光伏的年代。数字化是完结智能化的根底。数字化程度越高,智能越简单完结。2014年,华为首先扛起智能化大旗,在职业推出依据组串逆变器为中心的智能光伏解决方案,将电站进行数字化的全面改造,逆变器开端变成子阵的传感器,信息收集精确到每个组串,根本完结了感知智能。2015-2018年,华为进一步交融了数字技能,这儿典型的使用包含无线专网技能、MBUS技能、智能IV确诊、智能营维云中心、农渔光智能交融等。紧接着,2019年,华为首先发布了交融AI技能的智能光伏解决方案。2020年,华为将加深智能光伏与全栈全场景AI解决方案的深度交融,打造端边云协同的中心架构,真实激起每个电站价值,加速职业智能化晋级。

端:进一步晋级光伏逆变器为智能光伏操控器,完结数据的高精度实时收集、组串级发电优化实时操控、直流拉弧实时检测、并网操控实时呼应,具有端侧实时推理履行和自闭环操控才能;

边:子阵操控器完结智能化晋级,嵌入AI推理模组,经过对端侧数据的实时收集和最优发电操控AI模型的实时推理,完结子阵的最优发电优化和最优并网操控;

云:在办理体系上布置AI练习和推理渠道,在无需对现有设备进行改动的状况下,完结继续练习,不断优化AI算法模型,继续进步体系发电量和潜在毛病确诊精确率。完结对端边设备的推理模型及时批量更新、高效协同。

华为全栈全场景AI解决方案已经在电力、制作、医疗等职业获得了广泛使用,极大进步了相关职业智能化程度。比方在南方电网,经过依据Atlas 200打造的智能运检体系,安装在输电塔上的AI智能摄像机能够实时进行输电线路查看,发现异物侵略、线路损坏等,完结输电线路无人化巡检,使运检作业人员免于风险度很高的“爬塔走线”,大幅进步运检功率和电网的运转安全性。

2.1 重构MPPT,开释组串最大潜力

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怎么让体系完结闭环、协同、交融?SDS应需而生。其全称叫Smart DC System。首要的规划理念改动了本来组件、支架、逆变器各自为营的状况,完结了双面组件+盯梢支架+多路MPPT智能光伏操控器的闭环协同交融,使整个直流体系到达最佳状况。其优化了传统的地理算法,智能光伏操控器就像一个聪明的大脑,自学习盯梢优化算法,而且不断进化,依据神经网络的AI练习与建模,让盯梢支架调整到最优视点,发挥电站每串组件的最大潜力。比方依据遮挡、散射比、云层移动等状况,经过算法给出前后排最佳联动战略,完结在线动态最佳盯梢支架视点寻优。曩昔1年,华为在现场电站做了很多的测验。以安徽省濉溪县实测验证成果为例,测验周期183天,实践进步发电量1.31%以上。在中广核、黄河水电等项目中发电量也进步0.5%~1%。

2.2重构直流安全,快准全面防护

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无论是出产企业、仍是个人日子,安全都是重中之重。尤其是一旦发作房顶光伏电站起火,形成的损失和影响都无法挽回。从全球各个事例剖析的成果来看,很多的起火事端直接原因来自于接触不良带来的直流拉弧、光伏连接器虚接、线缆老化破皮等。曾经只能经过进步工程质量和人工巡检和修理,来防止端子虚接和线缆老化等问题,可是这样无法找到一切的问题点,仍是偶然会有事端发作。现在经过AI算法能够做到简直100%辨认电弧,然后体系快速堵截,确保体系安全。“AI智能电弧防护”,是华为在职业初次将AI算法融入AFCI,经过更精准的电弧检测,更敏捷的毛病保护,全面保证分布式光伏的安全。AI BOOST的AFCI,有三个共同的功能。榜首,经过AI模型继续高效学习更多电弧特征,到达超百万量级电弧特征库;第二,依托微弱本地芯片算力,主动辨认并剖析超92个电弧特征比照点,精准检测,不误报,不漏报,带来全面晋级防护;第三,400ms内快速关机堵截电源,远远优于2.5s职业标准,协助用户打造极致安全的房顶光伏电站。咱们以为不久的将来,AFCI新标准将成为国际、国内的职业标准。

2.3重构运维,走向无人化

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因为疫情影响,人员缺少,光伏电站的运维又成为业界关怀的抢手。华为与很多光伏客户一向演练的“无人值守”在面临真实“无人值守”的检测时,交出了完美的答卷。现在,运维人员不再需求对整个电站进行实地巡检。AI BOOST的智能IV确诊技能,能够长途一键对一切组串进行扫描,100MW电站10分钟内主动输出确诊陈述。并主意向运维人员宣布修理需求、问题确诊、切当方位,这便是光伏电站的“零巡检”体会。在此协助下,运维功率进步50%以上。一起AI交融技能进一步仿制专家经历,对更多的毛病进行检索、挑选、排查、鉴别等,让电站长时间保持在健康状况,并处于主动式保养。这儿说的电站保养办法不再是查找详细的毛病,而是使用(依据传感器供给的数据,该数据经过算法监测)功能方针查看电站设备的运转是否在正常方针范围内,一旦发电反常,就会宣布预防性警报。这种毛病预处理体系已广泛的使用于航空范畴:如某架飞机的引擎即将呈现毛病,航空公司的操控中心就能够先于飞行员知晓这个状况,向飞行员宣布指令,并在目的地提早安排好修理保养人员,将事端隐患消除在发作之前。

跟着人力本钱越来越贵,传统专家上站的保护形式,必定也会逐渐筛选。AI技能集成海量专家经历,代替运维专家进行确诊决议计划;无人机巡检,机器人主动操作保护,代替运维海量重复性作业。它将人从单调的劳作中解放出来,越来越多的简单性、重复性、风险性使命由人工智能体系完结,在削减人力投入,进步作业功率的一起,还能够比人类做得更快、更精确。比方搭载高清摄像头或许红外摄像头无人机能够代替人工的巡检,完结实时的剖析和判别,其功率和精确度也远远高于人工巡检。所以,未来电站必定是无人化的。

2.4重构并网算法,更强支撑

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传统电网的安稳性及电能质量首要由火电、水电发电机组保持,跟着新动力浸透率不断进步、传统机组逐渐退役,电网SCR(短路容量比)将逐渐下降,电网安稳性正饱尝应战。十四五规划中,被称为“新基建”重头戏的特高压将加速推进,而新动力高电压穿越才能成为保证电网安全安稳的必要条件。2020年发布的新国标进步了准入门槛,强化了高穿有功安稳性、凹凸电压穿越才能、频率习惯性等电网习惯性要求。因而为了保证新动力大规模接入电网,逆变器需具有更宽SCR习惯才能、接连快速凹凸穿才能、快速调频等电网支撑才能,这些都将是并网的必要条件。

华为智能逆变器集满意球抢先的算法架构,具有更强的操控才能,在业界引进阻抗重塑的AI技能,交融动态阻尼适配等多种抢先并网算法,AI自学习能主动辨认电站的电气特性,主动调整并网算法匹配电网,比方支撑HVDC场景送端,支撑电网短路容量比SCR下限1.5,高穿功率不降额,更好的弱电网接入才能和毛病逾越才能,在业界处于肯定抢先地位。未来逆变器并网操控才能需求继续进步,支撑更弱电网接入,低SCR状况下,保证安稳运转不脱网。从跟从电网,到支撑电网,并终究走向电网重构,独立成网。让光伏从平价动力走向优质的干流动力。

2.5三级协同,打造最优电站

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协同一词来自古希腊语,指和谐两个或许两个以上的不同资源或许个别,协同一致地完结某一方针的进程或才能。怎么使用数字化使一个个设备孤岛有用协同,然后完结效益最大化呢?

华为的办法是让“逆变器、子阵、电站” 完结三级协同。从部件高效,到体系高效,终究走向电站协同高效,然后打造最优的发电。首先在设备层面,首要进步逆变器的功率和功率密度,以及免保护的可靠性规划,一起在边际端的逆变器也开端具有AI感知和推理才能;子阵层面,设备间互联互感,协同优化。比方双面组件、盯梢支架操控、逆变器组成智能直流闭环体系,选用AI自学习、大数据特征发掘的技能,完结在线动态调整盯梢支架视点,找到最优,充沛开释每个组串的潜力;电站层面,在智能子阵及边际核算的推进下,光伏电站能主动感应到电网需求,主动调整运作状况,实时在线协同。比方在满意电网功率要素要求下,完结子阵内有功无功的最优调理,让全体电站发电量最优。 

三、AI+光伏=绿色的智能国际

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人工智能会像水像电相同无所不及,它是引领未来的战略性技能,是光伏工业革新走向智能化的中心新引擎。2020年将会是云、AI、5G三大技能真实发作聚变反应的元年。咱们深信,未来三十年人类社会必然会走进智能社会。数字技能与新动力正在重塑国际。当光伏遇上AI,工业打破极限,被重构,从头界说;而当AI遇上光伏,一个万物感知、万物互联、万物智能的新国际,变得愈加绿色而生机盎然。

作者:

华为昇腾核算事务总裁 许映童

华为智能光伏事务总裁 陈国光



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