Chuyển đổi số trong dự án nhà máy quang điện (PV) để xóa đói giảm nghèo của Trung Quốc
21/07/2020
Công ty TNHH Kỹ thuật Mạng Thượng Hải PTIT đã sử dụng các giải pháp quản lý năng lượng mặt trời của Advantech để hoàn thành nâng cấp kỹ thuật số cho dự án xây dựng hệ thống quang điện (PV) tại huyện Đài Tiền, tỉnh Hà Nam, Trung Quốc. Khi làm như vậy, họ đã mang tới một hệ thống tích hợp biên-đám mây có thể thực hiện giám sát, vận hành và quản lý từ xa nâng cao.
Năng lượng quang điện mặt trời (PV) hoặc năng lượng mặt trời không gây ô nhiễm, tái tạo, linh động, hiệu quả cao, đòi hỏi đầu tư ban đầu thấp và thời gian lắp đặt ngắn. Từ năm 2015 đến cuối năm 2019, Cơ quan Năng lượng Quốc gia Trung Quốc đã tạo ra tổng công suất PV tích lũy là 19,1 GW như một phần của dự án phát triển quang điện dành cho người nghèo (PVPA), trong đó 4,07 triệu hộ nghèo đã nhận được hỗ trợ là nguồn điện từ dự án này.
Với lợi ích của chính sách, năng lực PV được xây dựng ở quy mô và tỷ lệ chưa từng có. Tuy nhiên, quá trình hoạt động và bảo trì đặc biệt của các hệ thống PV đã hạn chế hiệu quả hoạt động của các thiết bị và linh kiện của trạm điện PV, đồng thời hạn chế sự hội tụ liền mạch của kết nối, tiêu thụ và phân phối lưới đồng bộ. Để khắc vấn đề này, chính phủ Trung Quốc kêu gọi chính quyền quận thiết lập hệ thống quản lý vận hành với mục tiêu tích hợp thông tin liên quan đến trạm điện PV vào Nền tảng quản lý thông tin năng lượng tái tạo quốc gia. Hơn nữa, họ cũng đã phát triển các hướng dẫn thống nhất cho các điểm cuối thu thập dữ liệu tại các nhà máy điện PVPA cấp thôn.
Cái nhìn sơ bộ về việc chuyển đổi kỹ thuật số của dự án China PVPA thông qua việc triển khai tại huyện Đài Tiền
Cái nhìn sơ bộ về việc chuyển đổi kỹ thuật số của dự án China PVPA thông qua việc triển khai tại huyện Đài Tiền
Tại huyện Đài Tiền, tỉnh Hà Nam, một dự án chuyển đổi kỹ thuật số các nhà máy điện PVPA đã mang lại kết quả sơ bộ với việc tích hợp hệ thống quản lý kỹ thuật số dựa trên đám mây cung cấp dữ liệu minh bạch và mở về thu nhập thường xuyên của nông dân nghèo trong quận, nó cũng phục vụ làm cơ sở khoa học cho những mở rộng và đầu tư tiếp theo. Là nhà thầu cho dự án, Công ty TNHH Kỹ thuật Mạng Thượng Hải cung cấp dịch vụ chuyên nghiệp trong lĩnh vực phát triển năng lượng mới. Chuyên môn sâu rộng về thiết kế giải pháp, triển khai dự án và cung cấp dịch vụ cho phép công ty dễ dàng giành được hợp đồng đấu thầu cho dự án chuyển đổi kỹ thuật số nhà máy điện PVPA của huyện Đài Tiền. Để hỗ trợ các nỗ lực thiết kế, lập kế hoạch và triển khai giải pháp của mình, Advantech đã cung cấp giải pháp quản lý năng lượng mặt trời, bao gồm thu thập và truyền dữ liệu, giám sát tại chỗ, phân tích biên và vận hành bảo trì nền tảng đám mây và quản lý từ xa dựa trên ứng dụng.
Giải pháp một cửa để vượt qua các thách thức, cách phân phối và các tiêu chuẩn quản lý không nhất quán
Dự án PVPA khổng lồ ở huyện Đài Tiền đã tạo ra 15,35 MW năng lượng với 125 nhà máy điện cấp thôn. Tuy nhiên, khi so sánh với các nhà máy điện truyền thống, các trạm năng lượng mặt trời gặp phải nhiều thách thức liên quan đến hoạt động và bảo trì. Điểm nổi bật nhất trong những thách thức đó là sự phân tán theo địa lý của các nhà máy điện quy mô nhỏ, đòi hỏi nỗ lực đáng kể để thường xuyên kiểm tra và bảo trì. Một lực lượng chuyên nghiệp lớn hơn cũng cần thiết cho việc chẩn đoán và bảo trì. Tại huyện Đài Tiền, số lượng kỹ thuật viên và nhân viên an ninh cần thiết không đủ để đáp ứng các yêu cầu phức tạp và khó khăn để duy trì và vận hành nhà máy điện. Hơn nữa, giai đoạn đầu phát triển dự án đã chứng kiến việc xây dựng đồng thời các nhà máy điện khác nhau theo các tiêu chuẩn không thống nhất. Kết quả là các kích cỡ khác nhau của các nhà máy điện dẫn đến việc lựa chọn các bộ biến tần và giao thức truyền thông rời rạc và không nhất quán, làm tăng khó khăn trong việc thu thập dữ liệu.
Theo ông Ling Jin, giám đốc dự án của PTIT Thượng Hải, “Advantech có nhiều kinh nghiệm trong việc xử lý các dự án định hướng giải pháp. Họ đã thiết kế các giải pháp tùy chỉnh dựa trên quy mô và hoàn cảnh của các nhà máy điện và cho chúng tôi hướng dẫn về các phương pháp triển khai cáp, lựa chọn, độ sâu chôn cáp, kết nối cổng nối tiếp và xử lý dữ liệu. Trong vòng nửa tháng, chúng tôi đã có thể thực hiện các giải pháp quản lý nhà máy điện tùy chỉnh trên 125 ngôi làng trong huyện”.
Nền tảng cho các hoạt động từ xa, bảo trì và giám sát dữ liệu
Nền tảng cho các hoạt động từ xa, bảo trì và giám sát dữ liệu
Giải pháp toàn diện này bao gồm hai thành phần, một nền tảng vận hành & bảo trì từ xa và cấu trúc thu thập dữ liệu thực địa. Nền tảng vận hành và bảo trì từ xa được hỗ trợ bởi giao tiếp mạng, cơ sở dữ liệu, ứng dụng và máy chủ vận hành / bảo trì và máy trạm để báo cáo. Thiết bị xử lý quản lý vận hành, bao gồm giám sát trạm điện, thu thập và xử lý dữ liệu điểm cuối, ghi nhật ký và kết nối lưu trữ đám mây, phân tích phát điện, phân tích thống kê các chỉ số kinh tế, bảo trì, hiệu quả chi phí, quản lý lỗi thiết bị tự động, cũng như quản lý mô hình và số liệu. Một thiết bị quản lý truyền thông thực hiện các chức năng giám sát dữ liệu từ xa, cho phép cách ly tiến / lùi, mã hóa theo chiều dọc và sử dụng tường lửa. Thiết bị này cũng cho phép trao đổi dữ liệu và chia sẻ thông tin theo thời gian thực giữa nền tảng đám mây thương mại điện tử nhà nước, Công ty điện lực Hà Nam và nền tảng của công ty State Grid Materials, từ đó hỗ trợ hiệu quả cho khả năng hoạt động an toàn của lưới điện.
Trong dự án này, các gateway biên thông minh của Advantech là ECU-1251 được dùng làm cơ sở cho việc thu thập dữ liệu, truyền tải và kiến trúc quản lý biên. Gateway này tương thích với hơn 300 giao thức truyền thông, hỗ trợ nền tảng điện toán đám mây của State Grid Electronic Commerce và là giải pháp một cửa để vượt qua các thách thức về thu thập dữ liệu mà các hệ thống PV thông thường phải đối mặt. Tính năng nổi bật nhất của ECU-1251 là khả năng thực hiện quy trình thu thập dữ liệu toàn diện và cung cấp khả năng mở rộng lớn hơn. Việc tích hợp giải quyết những khó khăn trong việc thu thập dữ liệu từ các thiết bị ngoại vi và cho phép chức năng được tăng lên khi cần thiết.
Mặc dù việc thu thập dữ liệu thông thường qua các kết nối GPRS thường dẫn đến mất dữ liệu, ECU-1251 có chức năng bộ đệm cho phép dữ liệu được lưu trong bộ nhớ cache khi xảy ra gián đoạn mạng. Việc thực thi dữ liệu tiếp tục đến máy chủ khi kết nối mạng được thiết lập lại, ngăn ngừa mất dữ liệu. Chức năng VPN tích hợp cổng trong gateway cung cấp khả năng quản lý, nâng cấp, cấu hình và bảo trì hệ thống từ xa, giúp giảm chi phí đi lại để bảo trì tại chỗ. Khả năng thu thập dữ liệu được kích hoạt với chức năng thông minh thông qua kiến trúc chương trình tích hợp. Bởi vì xử lý dữ liệu xảy ra một lần tại hoặc gần thiết bị biên, việc truyền dữ liệu được thông suốt, giảm thiểu hiệu quả tắc nghẽn cổng mạng.
Advantech đã triển khai khung giám sát thống nhất của mình, Hệ thống quản lý năng lượng mặt trời (SPMS), trên đám mây riêng để đảm bảo an ninh dữ liệu, đạt được khả năng giám sát hoạt động theo thời gian thực, giảm chi phí chẩn đoán và nhanh chóng xác định các vấn đề. SPMS đã trở thành một tài sản quan trọng cho chính quyền khu vực để tăng cường hiệu quả hoạt động. Ông Jin đã ví thiết kế của Advantech với bộ não con người. Nền tảng và ứng dụng di động hiển thị dữ liệu tài sản quan trọng, theo dõi trạng thái thiết bị và thông báo cảnh báo, cũng như cho phép người dùng thực hiện quản lý và cấu hình trên toàn hệ thống. Ngoài ra, phần mềm WISE-EdgeLink tích hợp trong ECU-1251 hỗ trợ chuyển đổi dữ liệu để tích hợp dữ liệu trạm điện tại chỗ với hệ thống quản lý và nền tảng đám mây.
Như ông Jin đã truyền đạt, “Hiện tại, dự án đang trong giai đoạn thử nghiệm. Hệ thống này rất ổn định và hiệu suất của nó đã đáp ứng mong đợi của chúng tôi. Ông cũng đề cập rằng chính quyền địa phương vô cùng hài lòng với kết quả thí điểm. Các sản phẩm của Advantech được thiết kế để hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt trong thời gian dài. Tính năng bảo trì và nâng cấp từ xa cũng có thể đạt được, cung cấp phương tiện cho các dịch vụ và nâng cấp chức năng tiếp theo”.
Những nỗ lực hợp tác để phát triển và đổi mới trong ngành năng lượng mới
Những nỗ lực hợp tác để phát triển và đổi mới trong ngành năng lượng mới
Giải pháp đã biến tầm nhìn, quản lý và bảo trì dự án PVPA thành hiện thực. Thu thập dữ liệu toàn diện theo thời gian thực từ các nhà máy điện phân tán và việc tích hợp dữ liệu vào một nền tảng quản lý thống nhất đã cho phép người dùng nâng cao kết quả vận hành, bảo trì và quản lý. Khi dự án PVPA bước vào giai đoạn mới, trong đó hiệu suất cao hơn được mong đợi về mặt quản lý, vận hành và bảo trì, bước cần thiết tiếp theo là xây dựng mô hình hoạt động hiệu quả và số hóa.
Trong tương lai, cơ sở để phát triển nguồn năng lượng mới và cơ sở hạ tầng mở rộng sẽ chứng kiến sự hợp tác liên tục trong đổi mới giữa Shanghai PTIT và Advantech để thể hiện sự kết hợp đôi bên cùng có lợi, mở đường cho sự xuất hiện của các ứng dụng tích hợp tùy chỉnh đa chiều ấn tượng hơn về giải pháp và hỗ trợ kỹ thuật, qua đó cho phép hiện thực hóa tầm nhìn của chính sách đồng sáng tạo và đồng phát triển.
/WebAccess.b20180426164007.jpg)
/ECU-1251_B20170531114130.jpg)
