फोटोवोल्टिक विद्युत स्टेशनों में एकीकृत मौसम स्टेशनों का अनुप्रयोग: डेटा संग्रह से लेकर बुद्धिमत्तापूर्ण निर्णय लेने तक एक व्यवस्थित क्रांति

परिचय: फोटोवोल्टिक ऊर्जा स्टेशनों का “स्मार्ट मौसम विज्ञान मस्तिष्क”

फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशनों के व्यापक विकास, परिदृश्यों की जटिलता और संचालन में हो रहे सुधारों के साथ, पारंपरिक विकेन्द्रीकृत स्वतंत्र मौसम संबंधी सेंसर आधुनिक पावर स्टेशनों की डेटा स्थिरता, सिस्टम विश्वसनीयता और बुद्धिमान निर्णय लेने की मांगों को पूरा करने में असमर्थ हो गए हैं। एकीकृत मौसम स्टेशन समय की आवश्यकता के रूप में उभरे हैं। ये केवल कई सेंसरों का एक साधारण संग्रह नहीं हैं, बल्कि एकीकृत डिजाइन, एक एकीकृत डेटा प्लेटफॉर्म और गहन एल्गोरिदम एकीकरण के माध्यम से, ये पूरे पावर स्टेशन की मौसम संबंधी समझ और बुद्धिमान प्रतिक्रिया के लिए एक "स्मार्ट मौसम मस्तिष्क" का निर्माण करते हैं, जो फोटोवोल्टाइक पावर स्टेशनों के डिजिटल और बुद्धिमान रूपांतरण के लिए मुख्य आधारशिला बन जाता है।

I. मूल अवधारणा: असतत डेटा से अभिसरित बुद्धिमत्ता तक
एकीकृत मौसम स्टेशन की मुख्य सफलता "धारणा - संचरण - निर्णय लेने" के बंद-लूप उन्नयन को प्राप्त करने में निहित है:
भौतिक एकीकरण: कुल सौर विकिरण, प्रत्यक्ष विकिरण, बिखरा हुआ विकिरण, घटक बैकप्लेन तापमान, पर्यावरणीय तापमान और आर्द्रता, हवा की गति और दिशा, वायुमंडलीय दबाव और वर्षा जैसे प्रमुख सेंसरों को एक मजबूत टावर में उच्च स्तर पर एकीकृत किया गया है, जिसे वायुगतिकी और ऊष्मागतिकी के लिए अनुकूलित किया गया है। इससे बहु-स्थान लेआउट के कारण डेटा की स्थानिक प्रतिनिधित्व त्रुटि समाप्त हो जाती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सभी मौसम संबंधी पैरामीटर "एक ही बिंदु और एक ही क्षण" से उत्पन्न होते हैं, जो सटीक मॉडलिंग की नींव रखता है।
डेटा फ्यूजन: अंतर्निर्मित उच्च-प्रदर्शन डेटा संग्राहक समय के संदर्भ में बहु-स्रोत डेटा को सिंक्रनाइज़, मानकीकृत और प्रारंभिक गुणवत्ता नियंत्रण करता है, और इसे एक एकीकृत संचार प्रोटोकॉल (जैसे 4G/5G, ऑप्टिकल फाइबर) के माध्यम से क्लाउड या स्थानीय डेटा सेंटर पर अपलोड करता है, जिससे एक उच्च-गुणवत्ता और अत्यधिक समयबद्ध "मौसम संबंधी डेटा क्यूब" बनता है।
इंटेलिजेंट कोर: एज कंप्यूटिंग क्षमताओं को एकीकृत करते हुए, यह स्टेशन छोर पर बुनियादी एल्गोरिदम को सीधे चला सकता है, जैसे कि प्लानर इरेडियंस (पीओए) की वास्तविक समय गणना, फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की सैद्धांतिक शक्ति, मौसम की स्थिति की पहचान (धूप/बादल/बारिश), आदि, जिससे "कच्चे डेटा" को "उपलब्ध जानकारी" में तुरंत परिवर्तित किया जा सकता है।

II. प्रणाली संरचना और तकनीकी नवाचार
1. एकीकृत सेंसर क्लस्टर
विकिरण निगरानी किट: सटीक और तुलनात्मक विकिरण डेटा सुनिश्चित करने के लिए इसमें समान स्तर के पूर्ण-बैंड स्पेक्ट्रल-ऑप्टिमाइज्ड विकिरण मीटर (जैसे ISO 9060:2018 क्लास A) और दैनिक-ट्रैकिंग प्रत्यक्ष विकिरण मीटर का उपयोग किया गया है। कुछ उन्नत मॉडल बादलों की वास्तविक समय की गति पथ को कैप्चर करने के लिए पूर्ण-आकाश इमेजर से एकीकृत हैं।
बहुआयामी पर्यावरणीय धारणा: उच्च परिशुद्धता वाले अल्ट्रासोनिक एनीमोमीटर और पवन सूचक यंत्र (बिना किसी गतिशील भाग और कम रखरखाव के), प्लैटिनम प्रतिरोध तापमान सेंसर, कैपेसिटिव आर्द्रता और वर्षा सेंसर, इन सभी को फोटोवोल्टिक वातावरण (जैसे मजबूत विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र और उच्च धूल) के लिए डिजाइन में मजबूत बनाया गया है।
घटक की स्थिति का प्रत्यक्ष मापन: प्रतिनिधि फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के बैकशीट तापमान को सीधे मापना तापमान हानि को ठीक करने और ऊष्मा अपव्यय स्थितियों का मूल्यांकन करने का सबसे प्रत्यक्ष आधार है।

2. बुद्धिमान डेटा अधिग्रहण और एज कंप्यूटिंग इकाई
इसमें मल्टी-चैनल सिंक्रोनस कलेक्शन, बड़ी क्षमता वाला लोकल स्टोरेज और ब्रेकपॉइंट रिजम्पशन फंक्शन शामिल हैं।
यह फोटोवोल्टाइक उद्योग के लिए एक समर्पित एल्गोरिदम मॉडल से सुसज्जित है, जो वास्तविक समय में पावर स्टेशन की सैद्धांतिक शक्ति और प्रदर्शन अनुपात (पीआर) बेंचमार्क मूल्य की गणना कर सकता है, और प्रारंभिक बिजली पूर्वानुमान और असामान्य अलार्म उत्पन्न कर सकता है।

3. विश्वसनीय बिजली आपूर्ति और संचार गारंटी प्रणाली
निर्बाध रूप से 24 घंटे सातों दिन चलने के लिए "फोटोवोल्टाइक + ऊर्जा भंडारण" का ऑफ-ग्रिड बिजली आपूर्ति समाधान अपनाया गया है।
खराब मौसम में स्थिर डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए डुअल-लिंक रिडंडेंट संचार का समर्थन करता है।

iii. मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य और मूल्य सृजन
एकीकृत मौसम स्टेशन का डेटा प्रवाह फोटोवोल्टिक पावर स्टेशन के प्रत्येक परिचालन लिंक में गहराई से एकीकृत है, जिससे बहुआयामी मूल्य का सृजन होता है:
विद्युत उत्पादन क्षमता का उच्च परिशुद्धता पूर्वानुमान और लेनदेन अनुकूलन
बहु-समय पैमाने पर पूर्वानुमान का समर्थन: उच्च गुणवत्ता और सुसंगत डेटा संख्यात्मक मौसम पूर्वानुमान (एनडब्ल्यूपी) मॉडल और मशीन लर्निंग पूर्वानुमान मॉडल के स्थानीयकरण सुधार के लिए महत्वपूर्ण इनपुट है। यह अल्पकालिक (घंटेवार से लेकर अगले दिन तक) और अति-अल्पकालिक (0-4 घंटे) बिजली पूर्वानुमान की सटीकता को काफी हद तक बढ़ा सकता है, पूर्वानुमान विचलन के कारण ग्रिड मूल्यांकन पर लगने वाले जुर्माने को कम कर सकता है, और बिजली बाजार में स्पॉट ट्रेडिंग के लिए महत्वपूर्ण निर्णय लेने का आधार प्रदान कर सकता है।
उदाहरण के तौर पर: शानक्सी प्रांत के एक बड़े पर्वतीय विद्युत स्टेशन में एकीकृत मौसम स्टेशन स्थापित करने के बाद, इसके अगले दिन के पूर्वानुमान की सटीकता 93% से अधिक हो गई और वार्षिक मूल्यांकन लागत में दस लाख युआन से अधिक की कमी आई।

2. विद्युत स्टेशनों की गहन प्रदर्शन जांच और सटीक संचालन एवं रखरखाव
परिष्कृत प्रदर्शन बेंचमार्किंग (पीआर विश्लेषण): मापे गए पीओए विकिरण और बैकप्लेन तापमान डेटा के आधार पर, पूरे स्टेशन, प्रत्येक सब-एरे और प्रत्येक इन्वर्टर इकाई के लिए दैनिक और मासिक पीआर मान गणना और प्रवृत्ति विश्लेषण किया जा सकता है, जिससे घटक क्षीणन, अवरोध, गंदगी और विद्युत दोषों के कारण होने वाले प्रदर्शन नुकसान की तुरंत पहचान की जा सकती है।
बुद्धिमान संचालन और रखरखाव मार्गदर्शन: वर्षा, हवा की गति और धूल संचय मॉडल (विकिरण क्षीणन विश्लेषण के माध्यम से) को एकीकृत करके, इष्टतम किफायती सफाई योजना गतिशील रूप से तैयार की जाती है। तापमान और हवा की गति के आंकड़ों के आधार पर, इन्वर्टर के ऊष्मा अपव्यय और संचालन मोड को अनुकूलित किया जाता है।
त्रुटि की प्रारंभिक चेतावनी और निदान: सैद्धांतिक बिजली उत्पादन और वास्तविक बिजली उत्पादन के बीच अंतर की वास्तविक समय में तुलना, और स्ट्रिंग-स्तर की विसंगतियों (जैसे हॉट स्पॉट, वायरिंग दोष) की प्रारंभिक चेतावनी।

3. परिसंपत्ति सुरक्षा और जोखिम प्रबंधन
चरम मौसम के खिलाफ बुद्धिमान बचाव: तेज हवाओं (ट्रैकर के एंटी-विंड मोड को सक्रिय करना), भारी बारिश (जल निकासी प्रणाली को सक्रिय करना), भारी बर्फबारी (घटक भार की चेतावनी देना), गरज के साथ तूफान (बिजली से बचाव की तैयारी पहले से करना), आदि की वास्तविक समय में निगरानी करके, "निष्क्रिय प्रतिक्रिया" से "सक्रिय बचाव" में परिवर्तन प्राप्त करना।
बीमा और परिसंपत्ति मूल्यांकन: प्रामाणिक, निरंतर और अपरिवर्तनीय मौसम संबंधी और पर्यावरणीय रिकॉर्ड प्रदान करना, जो बिजली स्टेशन परिसंपत्ति लेनदेन, बीमा दावों और आपदा हानि आकलन के लिए विश्वसनीय डेटा साक्ष्य प्रदान करते हैं।

4. बाइफेशियल मॉड्यूल और ट्रैकिंग सिस्टम के कुशल संचालन में सहायता करना।
द्विमुखी मॉड्यूल का उपयोग करने वाले बिजली स्टेशनों के लिए, एकीकृत मौसम स्टेशन न केवल सामने से आने वाले विकिरण को माप सकता है, बल्कि इसके बिखरे हुए विकिरण और जमीन के परावर्तन डेटा भी पीछे से बिजली उत्पादन लाभ का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण हैं।
क्षैतिज एकल-अक्ष और तिरछे एकल-अक्ष ट्रैकिंग प्रणालियों के लिए सबसे सटीक सौर स्थिति और विकिरण डेटा प्रदान करना, ट्रैकिंग कोणों का गतिशील अनुकूलन प्राप्त करना और ऊर्जा प्राप्ति को अधिकतम करना।

IV. विकास के रुझान: निगरानी प्रणालियों से लेकर विद्युत स्टेशनों में डिजिटल ट्विन के मूल इंजन तक
भविष्य में, एकीकृत मौसम स्टेशन उच्च स्तर की बुद्धिमत्ता और प्रणाली एकीकरण की ओर विकसित होंगे:
1. एआई का गहन एकीकरण: ऑन-बोर्ड एआई चिप्स का लाभ उठाकर, छवि पहचान और स्व-शिक्षा के आधार पर बादल की गति की भविष्यवाणी की जाती है और ऐतिहासिक डेटा के आधार पर विकिरण और बिजली भविष्यवाणी मॉडल का अनुकूलन किया जाता है।
2. डिजिटल ट्विन के प्रमुख नोड्स: भौतिक पावर स्टेशन और डिजिटल वर्चुअल पावर स्टेशन के बीच सबसे सटीक "पर्यावरण सेंसर" के रूप में, वास्तविक समय डेटा डिजिटल ट्विन मॉडल के सिमुलेशन, कटौती और अनुकूलन को संचालित करने वाला मुख्य इनपुट है, जो वर्चुअल स्पेस में रणनीति पूर्वाभ्यास और अनुकूलन प्राप्त करता है।
3. ग्रिड के साथ परस्पर क्रिया में भाग लेना: एग्रीगेटेड वर्चुअल पावर प्लांट (वीपीपी) के "सेंसिंग टर्मिनल" के रूप में, यह ग्रिड के लिए पावर स्टेशन की विनियमन क्षमता का तीव्र और विश्वसनीय पूर्वानुमान प्रदान करता है, जो ग्रिड के लिए आवृत्ति विनियमन और पीक शेविंग जैसी सहायक सेवाओं का समर्थन करता है।

निष्कर्ष: सटीक बोध से ही प्रकाश की दिशा में आगे बढ़ा जा सकता है।
एकीकृत मौसम स्टेशनों के अनुप्रयोग से पता चलता है कि फोटोवोल्टिक विद्युत ऊर्जा स्टेशनों का संचालन एक नए चरण में प्रवेश कर चुका है, जिसकी विशेषता "सर्वक्षेत्रीय सटीक अवलोकन, गहन डेटा एकीकरण और बुद्धिमान सहयोगात्मक निर्णय लेने" की क्षमता है। यह जटिल मौसम संबंधी मापदंडों को स्पष्ट निर्देशों में परिवर्तित करके जटिलता को सरल बनाता है, जो विद्युत स्टेशन के सुरक्षित, कुशल और बुद्धिमान संचालन को सुनिश्चित करते हैं। आज, फोटोवोल्टिक ऊर्जा की पूर्ण समानता और बढ़ती प्रतिस्पर्धा के साथ, ऐसे "स्मार्ट मौसम संबंधी मस्तिष्क" में निवेश करना अब केवल बिजली उत्पादन राजस्व बढ़ाने का एक तकनीकी विकल्प नहीं रह गया है; बल्कि यह परिसंपत्ति सुरक्षा सुनिश्चित करने, विद्युत स्टेशनों की मुख्य प्रतिस्पर्धात्मकता को बढ़ाने और ऊर्जा इंटरनेट के भविष्य के विकास का सामना करने के लिए एक रणनीतिक योजना भी है। यह फोटोवोल्टिक विद्युत स्टेशनों को "समय का ज्ञान, बारीकियों का अवलोकन और संचालन का अनुकूलन" की आधुनिक उत्पादन क्षमता प्रदान करता है, और प्रकाश ऊर्जा के दोहन के मार्ग पर निरंतर और दूरगामी प्रगति करने में सहायक होता है।

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