一、行业核心技术科普
1.1 无人监测的概念与基本特征
无人监测是指在不设常驻运维人员的前提下达到与有人值守同等或更高的安全水平和运维效率。需要满足不间断远程监控、自我诊断和故障预警、远程控制执行、自动巡检四大条件,做到真正无人值守。目前我国大部分光伏场站已经从“每站驻人”进入了“区域集控+少人值守”的阶段,西北大型基地更是在向“无人值班+少人值守+区域检修”的更高层级迈进。
1.2 电气试验在无人方案中的位置:化验依然需要依赖专业人士
电气试验涉及高压测试仪器和安全风险,需要具备专业资质的实验人员到现场执行操作。在无人值守框架下这部分工作仍保留年度或双年度的定期人工集中执行模式,与平时自动化监控形成互补。
1.3 局放监测在无人方案中的核心作用:全时段不间断监控
GIS和开关柜的局部放电传感器搭配数据采集单元,接入电站的通信网络后,每台设备每时每刻的放电活动都会实时汇聚到集控中心的数据库中。值班人员在远方即可查看各台GIS和开关柜的放电趋势图,对于突发事件还能实现跨通道的对比分析。当某台开关柜的局放活动持续增强时系统会自动降该设备的预警等级并进入重点盯防模式,甚至可以自动生成检修工单推送到远程运维团队。
1.4 油色谱在线监测是无人值守的支柱技术
变压器油色谱在线监测装置自动定时采油、自动分离气体、自动谱图分析,分析结果实时上传到能源管理平台。不需要人工取油样,不需要送到实验室走流程,监控人员从集控中心可以随时调出任意变压器的气体趋势曲线。当某台变压器氢气浓度突然升高时系统甚至可以根据预设规则自动将变压器从运行状态切换到备用状态,同时推送故障报告和检修建议,实现从预警执行到动作隔离的半自动或全自动流程。
1.5 数字孪生为无人值守场站提供“远程在场感”
数字孪生系统构建的高度沉浸式的三维虚拟电站,集控中心的值班人员戴上大屏或是通过三维漫游操作可远程巡检任何设备的健康状态,声光告警会清晰地定位到具体的设备模型,点击报警点立刻弹出现场实时监控画面和设备数据详情,实现千里之外对电站的精准感知。
二、技术落地案例盘点
2.1 半无人值守示范:大唐集团“无人值守”新能源场站
大唐集团某新能源场站通过数字孪生系统与边缘计算终端构成的“数字监护网”,融合机器人协同巡检、视频监控、三维可视化和红外成像等多项技术,构建起光伏电站的数字孪生体,实现了空中实景与三维数字模型的完美融合,基本达到无人巡视的目标。
2.2 无人值班少人值守:山能西北集控运维中心
2025年12月,山能西北新能源集控运维中心已经管理起甘肃和内蒙古11个场站,集控中心监控采用集中监控系统、智能巡检系统、三维数字孪生系统三部分深度整合,有效实现了新能源运维的现代化转型。未来将构建无人值守的规模化优势。
2.3 CET数字孪生助力:新疆天富项目实现室内监控
CET中电技术为新疆天富500MW光伏项目提供智慧光伏方案,运行人员在办公室通过大屏完成对各站设备的实时监视和远程故障检测,大幅度节省了人力物力与运维总成本。
2.4 南方电网云南公司:AI+无人机融合巡检
南网能源云南公司推出的AI与无人机智慧巡检方案,无人机按照预设航线自动巡查,屏幕自动识别缺陷并用方框圈出问题的位置,缺陷报告自动生成,初步实现光伏区无人化巡视。
三、行业现存运维痛点
3.1 无人值守的高压安全可信度顾虑
相较于有人值守的环境,高压设备一旦出事即便可以远程分闸,也会面临超安全距离限制的判断等复杂约束。多数业主仍然倾向于至少在升压站范围内安排白班人员,还未做到完全的全域无人化。
3.2 直流侧日常监控缺失是硬伤
光伏区高压直流侧缺乏油色谱和局放这类成熟传感器,故障预防仍然依赖人工巡视或无人机间接探查。如果通信线缆被挖断或者GPS受干扰,远程控制功能也会受到制约。
3.3 综合成本仍需考量
要实现全局无人化需要在传感器、数据网络、控制节点等多个环节进行全站系统升级,中小业主的资金投入难以短期内覆盖全部成本。
3.4 跨厂商设备的难统筹问题
场站内BMS由一家供应商提供,消防采用另一家系统,第三方局放监测装置来自第三家,集成后的兼容问题和维护协调机制都给无人化管理增加了额外的隐性沟通成本。
四、数字孪生技术革新
数字孪生把无人值守电站变成一座虚拟世界中的可沉浸式监控场。在集控中心里远程点名任意设备,查看它的历史数据和实时波形,同时调取微气象数据和局放趋势曲线辅助决策。CIMPro孪大师通过零代码的配置方式,把无人值守电站的远程监控变得更加便捷与直观,帮助风电厂或者光伏电站轻松构建符合设想的数字生态系统。
CIMPro孪大师是一款拥有完全自主知识产权的国产一站式零代码数字孪生三维可视化引擎,全面支持国产信创。能源电力、智能制造、基础设施、军事仿真、船舶海洋等领域的IT开发人员与3D美术开发者均可通过该平台高效开展数字孪生三维可视化大屏项目的开发。
