前言

光伏即光生伏特，是通過半導體材料實現的光電轉化。以太陽能電池板為核心的光伏設施將太陽能直接轉化為電能，釋放光能這一清潔能源的應用價值。在“雙碳”戰略提出后，光伏行業因其突出的低碳環保屬性迎來了發展的黃金時期。

建設背景

市場背景

在全球光伏產業蓬勃發展背景下，我國光伏制造以及光伏發電規模均位于世界首位。據統計，2022年我國太陽能光伏發電量達到了96.6 GW，占全球總量(231 GW)的42%，光伏發電裝機容量累計達到462 GW，占全球總量(1233 GW)的37.5%。

由于集中式光伏電站投資大、建設周期長、占地面積大。出于土地成本考慮，電站通常地處偏遠地區，給運維管理帶來了諸多不便。但隨著互聯網、云計算、大數據、人工智能等現代信息技術與光伏產業的深度融合，光伏電站將朝著數字化、智能化、信息化的方向高速發展，智慧光伏電站將成為主流。

政策背景

2021.05.《關于推動城鄉建設綠色發展的意見》，意見指出“加快提升光伏產業智能制造水平，推動互聯網、大數據、人工智能等與光伏產業深度融合，鼓勵特色行業智能光伏應用，促進我國光伏產業邁向全球價值鏈中高端。”

2021.12.《“十四五”工業綠色發展規劃》，規劃指出“推動智能光伏創新升級和行業特色應用。開展智能光伏等新型污染物治理技術裝備基礎研究。”

2021.12.《智能光伏產業創新發展行動計劃(2021-2025年)》，計劃指出“到2025年，光伏行業智能化水平顯著提升，產業技術創新取得突破。智能光伏產業生態體系建設基本完成，與新一代信息技術融合水平逐步深化。”

建設目標

本設計遵循結構化、標準化、模塊化、集成化，達到光伏電站運維平臺各子系統之間的數據共享、互通互動。建成一套統一管理、分級控制的智慧光伏電站綜合管理平臺，形成功能完善、反應快速的數字化運維體系, 實現光伏電站安全及管理工作的現代化、智能化。

系統概述

“智慧光伏”采用典型的物聯網架構，由感知層、網絡層、應用層三部分構成，基于智能通訊技術，依托云計算、大數據、數字孿生等技術，提供實時的信息監控、診斷分析和故障報警功能、運維管理、區域調度中心，實現安全、低碳、高效的智慧光伏管理。

需求分析

三維模型場景

針對光伏電站所覆蓋范圍，對期進行三維模型建設，還原電站三維空間環境。三維建模一般通過人工建模方式實現，人工建模以CAD圖紙、現場測量、現狀照片為基礎，建立數字表面模型，通過實際照片映射描述真實紋理信息，實現電站的三維模型建設。

全局信息概覽

展示運維中心及光伏場站總體生產經營信息，包括環境參數、發電量統計及計劃、今日報警/未讀報警、接入逆變器數量/逆變器總容量等信息進行監控展示。

智能設備管理

通過圖形化組態的方式，實現電站的圖形化管理，方便用戶通過電氣組態圖、設備組態圖實時監測光伏組件、逆變器和其他關鍵設備的運行狀態，包括電壓、電流、溫度等參數。通過監控設備的運行狀態，系統可以及時發現并處理設備故障，確保光伏電站的正常運行。

安全巡檢管理

支持第三人稱視角巡檢，全方位無死角查看三維場景，對場景內巡檢線路上的監控設備進行輪詢查看。同時可以實時查看設備運行狀態以及實時數據，工器具檢查、梳理巡視設備缺陷記錄和安全隱患記錄等，通過交互事件，彈出相應信息方便運維人員進行巡查。

電子圍欄管理

針對光伏電站圍欄區域，一旦有非法入侵時，智能跟蹤球機立即自動跟蹤現場目標，并在現場和監控中心發出聲光報警，以及采用視頻拼接技術實現周圍圍墻區域的大范圍監控，避免查看多個畫面而導致遺漏現象的發生。

視頻監控管理

在三維場景中設置視頻監控點位，以攝像頭圖標展示其位置。出現報警信息的監控點位會有聲光報警效果，支持管理者及時點擊查看實時監控影像以及抓拍記錄。

智慧運維管理

依托物聯網傳感器，實時監控光伏廠區組件、箱逆變、線路、升壓站等設備的運行情況，為運營中心人員、現場維檢人員提供精準的預警、告警信息。檢修人員通過智能穿戴設備與監督人員進行實時交互，對W/H點進行確認。實現光伏廠區智慧維檢、安全管控，提高運維智能化水平。

智能預警管理

建立預警觸發機制，對光伏電站設備、環境進行實時監控，在識別到后臺狀態數據時，將狀態以差異化的形式呈現在設備模型上，如：設備狀態為異常時，系統將持續發出聲光報警，并彈出異常警報。并聯動視頻監控將鏡頭聚焦，展示報警設備詳情及位置，方便運維人員即時做出決策處理。

開發平臺

數維圖(SovitJs)應用自主研發的 Sovit2D、Sovit3D 產品，無縫融合 2D、3D 技術，搭建了一套3D 可視化智慧光伏電站運維系統。通過數維圖可視化開發平臺實現可交互式的 Web 二三維場景，基于多維感知、場景物聯、物信融合的技術理念，不斷豐富與完善光伏電站全面感知，實現設備設施智能巡檢、環境風險監測預警，助力集控中心生產調度，輔助決策和全局掌控。

建設價值

在新一代數字技術的支撐和引領下，智慧光伏電站運用最新的5G、物聯網、大數據、云計算、數字孿生等技術，與數字平臺深度融合，對光伏發電各要素進行智慧升級、改造和重構。以數據為關鍵要素，以價值釋放為核心，以數據賦能為主線，打造全新的智慧光伏生產管理體系。

系統交付

數字孿生智慧光伏電站三維可視化運維管理系統基于B/S架構的Sovit3D三維可視化平臺開發設計，采用HTML5+JavaScript技術作為前端基礎，產品開發的二次代碼及項目源文件全部提供客戶，按需要可部署在云端，也可本地化部署。

審核編輯 黃宇