Fotovoltinės energijos gamybai tampant pagrindiniu energijos šaltiniu, jos būdingas pertrūkis ir nepastovumas tampa didžiausiu iššūkiu tinklo įsisavinimui ir elektrinių pajamoms. O pagrindinis šio iššūkio kintamasis yra būtent nuolat kintantys debesys danguje. Tradicinėmis orų prognozėmis ir bendros spinduliuotės matuokliais sunku užfiksuoti debesų susidarymą, išsisklaidymą ir judėjimą minučių lygmeniu. Dėl šios priežasties „HONDE“ kompanija pristatė didelio tikslumo debesų stebėjimo sistemą „Cloud Catcher“, specialiai sukurtą fotovoltinėms elektrinėms. Ši sistema, kiekybiškai ir realiuoju laiku dekoduodama debesų sąlygas danguje, tampa „duomenų šaltiniu“, skirtu padidinti elektrinių galios prognozavimo tikslumą, optimizuoti eksploatavimo ir priežiūros planavimą bei maksimaliai padidinti elektros energijos gamybos pajamas.
I. Pagrindinės vertybės: nuo „pasyvaus svyravimų toleravimo“ iki „aktyvaus pokyčių prognozavimo“
Debesys yra pagrindinis veiksnys, sukeliantis staigius fotovoltinių elektrinių išėjimo galios svyravimus (paprastai vadinamus „debesų šešėlio efektu“). Pagrindinė HONDE debesų tūrio stebėjimo sistemos misija – suteikti elektrinėms itin svarbias itin trumpalaikes (artimiausias 5–30 minučių) prognozavimo galimybes, kurių vertė apima tris aspektus: elektros energijos gamybą, elektros tinklus ir rinką.
1. Pačiai elektrinei: tiksliai numatyti staigius įtampos šuolius ar kritimus, suteikiant kritinį laiką pasiruošimui vidinės energijos kaupimo sistemos įkrovimui ir iškrovimui bei įrangos paleidimui ir sustabdymui, sumažinant įrangos nusidėvėjimą ir energijos gamybos nuostolius.
2. Elektros tinklo dispečeriniam valdymui: pateikti didelio tikslumo itin trumpalaikius elektros energijos gamybos prognozavimo duomenis, kurie padėtų elektros tinklui realiuoju laiku subalansuoti galią, sumažintų fotovoltinių svyravimų sukeltą dažnio reguliavimo spaudimą ir padidintų elektros tinklo pajėgumą priimti ir užtikrinti atsinaujinančios energijos saugumą.
3. Elektros energijos rinkoje: dalyvaujant neatidėliotinų sandorių rinkoje arba pagalbinių paslaugų rinkoje, tikslesnės prognozės reiškia mažesnes prognozavimo šališkumo baudas ir geresnes kotiravimo strategijas, o tai tiesiogiai reiškia didesnę prekybos grąžą.
II. Techninis principas: dangaus „viską matanti akis“
HONDE debesų dangos monitorius yra ne tik meteorologinis prietaisas, bet ir dangaus vaizdavimo sistema, pagrįsta pažangiomis optinėmis ir vaizdo analizės technologijomis.
Dvigubo vaizdo panoraminis skenavimas: sistema paprastai sudaryta iš viso dangaus vaizdo ieškiklio ir „žuvies akies“ lęšio saulės sekiklio. Viso dangaus vaizdo ieškiklis nuolat fiksuoja viso dangaus debesų vaizdus 180° kampu, o saulės sekiklis tiksliai sufokusuoja sritį aplink saulę, kad stebėtų plonus ar suskaidytus debesis, kurie gali trukdyti vaizdui.
Pažangus vaizdo atpažinimo algoritmas: aprūpintas HONDE nepriklausomai sukurtu dirbtinio intelekto algoritmu, jis atlieka užfiksuotų dangaus vaizdų analizę realiuoju laiku.
Debesų kiekybinis įvertinimas: tiksliai apskaičiuokite bendrą debesų tūrį ir debesų sluoksnio storį (optinį storį).
Debesų judėjimo vektorizavimas: Taikant nuolatinę vaizdo analizę, apskaičiuojamas debesų sluoksnio judėjimo greitis, kryptis ir trajektorija.
Debesų klasifikavimas ir identifikavimas: atskirkite skirtingus debesų tipus, tokius kaip kamuoliniai debesys, sluoksniniai kamuoliniai debesys ir plunksniniai debesys. Jų šviesos pralaidumas ir judėjimo modeliai skiriasi, taip pat skiriasi jų poveikis energijos gamybai.
III. Taikymo strategijos visame fotovoltinių elektrinių scenarijuje
Pagrindinis itin trumpalaikio energijos prognozavimo įvesties elementas
Taikymas: Sistema integruoja realaus laiko debesuotumo, debesų greičio ir krypties duomenis su skaitmeninėmis orų prognozėmis, elektrinės geografinėmis koordinatėmis ir komponentų išdėstymo modeliais.
Išvestis: Slinkite, kad sugeneruotumėte „debesų šešėlio“ sekos diagramą, kurią elektrinė gali patirti per ateinančias 5–30 minučių, tiksliai numatydama, kada kiekvienas debesis užblokuos kurią masyvo dalį ir kiek sumažės galia.
Privalumas: 30–50 % sumažina itin trumpalaikių prognozių vidutinę kvadratinę paklaidą, taip suteikiant vertingo laiko priimant sprendimus dėl elektros tinklo dispečerinio valdymo.
2. Optimizuoti didelių elektrinių eksploatavimą, priežiūrą ir turto valdymą
Pažangios apžiūros gairės: aptikus, kad tam tikrą elektrinės zoną ilgą laiką dengs didelis storo debesies plotas, galima automatiškai siųsti dronus arba organizuoti personalą, kad jie vyktų į tą zoną apžiūrai ar valymo operacijoms, visapusiškai išnaudojant ne piko elektros energijos gamybos laikotarpį ir pagerinant eksploatavimo bei priežiūros efektyvumą.
Pagalba atliekant našumo diagnostiką: giedromis ir be debesuotomis valandomis elektrinė turėtų veikti teoriškai maksimalios galios būsenoje. Jei faktinė galia šiuo metu neatitinka teorinės vertės, galima greitai pašalinti oro sąlygų sukeltus trikdžius, nustatyti įrangos gedimus ir pagerinti diagnostikos efektyvumą.
3. Remti koordinuotą kelių „fotovoltinės energijos +“ scenarijų veikimą
Fotovoltinės sistemos ir energijos kaupimo sinergija: „Fotovoltinės sistemos + energijos kaupimo“ projektuose sistema veikia kaip „akys“ išmaniam energijos kaupimo sistemos valdymui. Kai iš anksto numatomi galios kritimai, energijos kaupimo sistemai galima duoti nurodymą iš anksto iškrauti, kad „užpildytų spragą“. Jei prognozuojamas staigus galios padidėjimas, energijos kaupimo sistemai galima nurodyti pasiruošti įkrovimui, kad būtų išvengta šviesos praradimo ir išlyginta bendra elektrinės išėjimo galia.
Kelių energijos šaltinių papildomumas: integruotoje vėjo, saulės, hidroenergijos ir kaupimo bazėje tikslus fotovoltinės galios prognozavimas yra labai vertingas įvestis koordinuotam ir optimizuotam kelių energijos šaltinių papildomumo dispečeriniam algoritmui.
Iv. HONDE sistemos techniniai pranašumai
Didelė erdvėlaikinė skiriamoji geba: mėginių ėmimo dažnis gali siekti kelis kartus per minutę, o erdvinė skiriamoji geba gali nustatyti nedidelius suskaidytų debesų plotus, užtikrinant galimybę užfiksuoti sparčiai kintančias debesų sąlygas.
Didelis prisitaikymas prie aplinkos sąlygų: Įranga aprūpinta automatinio atitirpinimo, dekondensacijos ir dulkių šalinimo funkcijomis, o apsaugos lygis yra IP65 arba aukštesnis, todėl ji tinka įvairioms atšiaurioms elektrinių aplinkoms, tokioms kaip plynaukštės, dykumos ir pakrančių zonos.
Atvira duomenų sąsaja: palaiko standartinius ryšio protokolus (pvz., „Modbus TCP“, IEC 61850), o duomenis galima sklandžiai integruoti į elektrinės SCADA sistemą, galios prognozavimo platformą ir energijos kaupimo valdymo sistemą.
Perimetro skaičiavimo galimybės: kai kurie analizės algoritmai atliekami įrenginyje, todėl sumažėja priklausomybė nuo debesų kompiuterijos galios ir padidėja reagavimo greitis bei duomenų saugumas.
V. Empirinis atvejis: „Debesų šešėlių“ sutramdymas duomenimis
Kalifornijoje, JAV, esanti 300 MW galios didelio masto fotovoltinė elektrinė yra pakrantės ir debesuotoje vietovėje. Ją jau seniai vargina debesų šešėlio efektas, dėl kurio galios prognozės smarkiai nukrypsta nuo normos, o už tinklo dispečerinio valdymo vertinimą dažnai skiriamos baudos. Įdiegus HONDE debesų tūrio stebėjimo sistemą ir integravus ją su esamu prognozavimo modeliu:
Elektrinės 15 minučių itin trumpalaikės elektros energijos prognozavimo tikslumas pagerintas 40 %.
Išlaidos tinklo pagalbinėms paslaugoms dėl prognozių nuokrypių, palyginti su ankstesniu ketvirčiu, sumažėjo 60 %.
Optimizavus energijos kaupimo įrenginio veikimo strategiją remiantis prognozavimo duomenimis, vidutinės energijos kaupimo įrenginio įkrovimo ir iškrovimo ciklo pajamos padidėjo maždaug 15 %.
Elektros stoties eksploatavimo vadovas pakomentavo: „Anksčiau debesis buvo mūsų „priešas“, užklupdęs mus netikėtai.“ Dabar HONDE sistema leidžia mums „matyti“ debesies trajektoriją, kuri tapo „kintamuoju“, kuriam galime pasiruošti ir su kuriuo galime susidoroti iš anksto. Tai visiškai pakeitė mūsų veiklos režimą.“
Išvada
Kadangi fotovoltinės energijos skverbties lygis pasaulinėje energetikos sistemoje ir toliau auga, jos nepastovumo valdymas iš „elektrinės lygio problemos“ išsivystė į „sistemos lygio iššūkį“. HONDE debesų tūrio stebėjimo sistema „Cloud Catcher“ yra būtent ta pažangiausia technologinė įranga, skirta šiam iššūkiui spręsti. Ji suteikia fotovoltinėms elektrinėms vertingos „įžvalgos“, paversdama sunkiai aptinkamas debesų sąlygas danguje kiekybiškai įvertinamais, atsekamais ir nuspėjamais daugiamačiais duomenų srautais. Tai ne tik žymiai padidina atskirų elektrinių ekonominį efektyvumą ir patogumą, bet ir suteikia esminį bei stabilų pagrindą naujos elektros energijos sistemos, kurioje didelė atsinaujinančiosios energijos dalis, kūrimui. Nuo Atakamos dykumos Čilėje iki Gobio dykumos Činghajuje, Kinijoje, HONDE naudoja savo tikslaus dangaus suvokimo galimybes, kad padėtų pasaulinėms fotovoltinėms elektrinėms įveikti debesis ir pasiekti stabilesnę, efektyvesnę ir vertingesnę žaliosios energijos gamybą.
Apie HONDE: Būdama išmaniosios energijos ir tikslaus aplinkos stebėjimo inovacijų kūrėja, HONDE yra įsipareigojusi teikti visapusiškus sprendimus atsinaujinančiosios energijos pramonei – nuo išteklių vertinimo, tikslaus suvokimo iki išmanaus valdymo ir priežiūros, integruojant tarpdisciplinines technologijas. Tikime, kad gilesnis gamtos jėgų supratimas ir prognozavimas yra raktas į tvarios energetikos ateities žmonijai pasiekimą.
Norėdami gauti daugiau informacijos apie oro jutiklius, susisiekite su „Honde Technology Co., LTD.“.
„WhatsApp“: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Įmonės svetainė:www.hondetechco.com
Įrašo laikas: 2025 m. gruodžio 16 d.