电气化、数字化、智能化是推进碳中和的三大关键路径。在许多国家，建设超过百兆瓦甚至吉瓦级的清洁能源大基地已成为明确趋势。流域高原大基地是最复杂、最挑战、最有代表性的场景之一。

雅砻江流域作为我国确定的首个特大型水风光一体化示范基地,具备新能源项目规模大、海拔高、生态保护要求高、地形条件复杂等特点，建设运维管理的难度和挑战都面临十分复杂的情况。《清洁能源大基地电站数字化技术白皮书》基于华为与雅砻江流域水电开发有限公司的联合创新应用实证，系统地介绍了大基地光伏电站数字化的最新技术与实践成果，旨在助力光伏电站数字化技术的发展和应用，加速光伏电站实现数字化、智能化、无人化。

从光伏电站“规-建-维-营”全生命周期

加速能源产业数字化、智能化

数字化在电站设计、电站建设、电站运维和电站运营四大阶段起到关键作用。其中包含工程探勘、仿真设计、施工进度管理、工程质量管理、工地安全管理、设备运维管理、电站运行保障、电站智能控制、多能协同、辅助决策、场站运营管理等多个方面，贯穿电站的全生命周期。

一、数字化电站设计

厘米级高精度3D实景建模，简化电站选址过程，实现电站高质量设计

在电站设计阶段，通过利用3D建模和设计软件等进行选址、建模、绘图和模拟等，可以提升选址精准度，简化选址流程。同时帮助运维人员提升设计效率、减少设计错误，实现高质量建站。

电站勘测：在电站规划时，无人机可以作为GIS系统的补充，通过下挂测绘相机+激光雷达构建高精度三维实景建模，为设计人员提供厘米级的地质勘探数据，且具有经济可行性，满足电站早期设计要求。同时利用智能化算法对采集数据自动化精细分析，提前识别不适合施工区域。通过设计阶段的提前考虑，减少现场实际施工过程中受到的土地使用条件和环境的限制。

设计与仿真：通过3D设计软件创建电站的模型实现自动组件排布与自动接线，大幅提升设计院的设计及方案优化效率。此外还可以通过仿真软件结合天气、温度等因素模拟出光伏板在不同时间的辐射接收情况，获得更为准确的电站发电信息，帮助电站实现高效、高质量设计。

二、数字化电站建设

桩基垂直度/组件倾角检测，准确率高达99%，减少质量问题，使能高质量建站

在工程建设阶段，由于基础的监控与通讯设施建设不完善，采用部署更自由、更快捷的无人机来对进度、质量和安全进行监管便成为更有效、更经济的手段。

➤  华为黎曼实验室开发组件倾斜角和桩体垂直度算法，准确率99%

有效的工程进度的监管手段不仅可以确保电站建设如期完成，还能避免因人为失误造成的错建、漏建。无人机可以搭载摄像头和激光雷达对场站进行高精度的三维信息采集，再将信息传回到数据中台进行分析。通过无人机测绘建模、图像处理、深度学习等技术对电站正射影像及倾斜影像进行采集和处理，再将结果与CAD设计图纸解析结果中对应目标进行对比，可以批量识别无人机图像中不同位置的不同的基建结构，并进一步计算出当前时刻桩体、支架、组件等安装数量，精准统计施工进度。

三维模拟组件倾斜角

三维模拟桩体垂直度

此外，通过数字化手段，将零碎、分散的工程建设过程数据以看板和报表形式统计并可视化呈现，使管理人员快速知晓电站施工进度，全面了解电站建设质量，及时识别违规作业、危险作业行为，帮助业主高效率、高质量、高安全建站。并且在电站建设完成后只需更换软件系统，无人机及其机库便可以可继续用于场站的日常运维，最大化利旧。

数字化技术，特别是无人机技术及相关算法在施工早期的介入，可以有效避免人力物力资源的浪费，提升监管效率，降低监管成本。

三、数字化电站运维

融巡检、诊断、分析、定位、修复、回溯等于一体，端到端覆盖整个运维流程

光伏运维是保证光伏电站正常运转的关键环节，它涵盖了设备日常巡检、定期维护、故障排查等多方面的工作，确保电站的安全、稳定、高效运行。通过数字化手段将运维流程固化下来，站内和集维相互配合，将巡检、分析、诊断、定位、修复等融于一体，打造高效的一站式检运维综合管理平台，端到端全面覆盖整个运维流程，这将是近年来光伏运维的趋势所在。

➤  数字孪生电站

数字孪生技术以物理世界为基座打造一个虚拟的管理空间，为光伏电站生命周期的运维管理提供基础。数字孪生电站可以支撑电站建立起业务、人员、设备之间的智能互联平台，将地形地貌、场站布局、设备型号、发电数据、安全数据、管理数据等信息融入3D场站中，还原场站运行状态与细节，为实时监控、设备定位等功能提供虚拟环境容器，真正实现“比特感知瓦特”。

数字孪生电站大屏

➤  全生命周期数字化

以柯拉电站为实践基地，华为与伙伴一起，为雅砻江水电集团打造了一个覆盖端到端流程的“全生命周期数字化”。以华为智能光伏电站管理系统为站内数据底座，负责场站内的发电、告警数据收集，通过离散率分析、智能IV诊断、智能融合诊断技术对电站进行全面诊断。将告警和诊断信息上送至解决方案生态伙伴的集维系统的故障池中，由系统对故障运维的经济性进行分析并根据优先级和分布自动规划运维路线。通过路网建模绘制的站内导航系统，可将运维人员快速引导至故障设备。同时，该系统可以联动集团工单系统，实现故障闭环。

全生命周期数字化视频 经场站实测，站内导航可缩短逆变器定位时间30%以上，大幅缩减运维人员走动寻找的距离，降低人员在高海拔作业的危险性。全生命周期数字化覆盖了端到端的运维流程，可提升整体运维效率50%以上，有效减轻了对高海拔光伏基地的运维压力，加速电站少人无人进程。

四、数字化电站运营

首次将气象大数据分析应用在光功率预测领域，基于大数据分析的光功率预测技术，短期预测准确率达90%+

在长达25年的电站生命周期内，电站会面临自身效率衰减、电网消纳困难、设备安全等多方面的挑战。除了做好运维消缺工作，减少电站带病运行之外，通过吸收先进的数字化、智能化的技术，促进电网消纳、提升全生命周期发电量、提高电站安全性也是至关重要的。

➤  高精度光功率预测精确的光功率预测可以提升新能源消纳，有利于多能互补和电力交易，且可以辅助制定更合理的运维检修计划。华为将气象大数据分析与智能辐照转功率算法相结合，实现高精度电站区域小时级滚动光功率预测，并结合数据治理和模型自更新技术，及时对预测模型进行修正，保障短期、超短期光功率预测的准确性。

➤  PR深度分析

光伏系统PR（Performance Ratio，系统效率）是光伏电站发电效率的一个关键评价指标，也是评价一个电站质量的关键因素。华为和伙伴共同研发的PR深度分析方案，可以帮助用户深度分析各类型的发电损耗，找出影响PR的关键因素。通过对集电线故障、跟踪支架故障、逆变器故障、箱变故障、阴影遮挡、冰雪遮挡以及设备低效等故障损失进行分析。通过各段损耗在不同电站下的横向对比和不同时间段内的纵向对比，找出损失大的环节，为运维专家提供运维决策参考，指导及时高效和精准的运维，提升发电量，增加电站收益，也为未来新建设电站提供数据支撑。

可再生能源与数字技术、电力电子技术相融合已成为必然趋势。科技进步与能源转型的相互促进正在深刻改变能源发展的前景。未来的光伏电站将是全生命周期数字化的电站，数字化、智能化、无人化是其核心特征。它可以更好地与电网、其它能源及用户需求协同，形成一个高效、灵活、可持续的能源生产和供应系统，在全球能源结构转型中扮演更加关键的角色。华为将与更多解决方案生态伙伴携手同行，持续助力光伏电站技术的创新与发展，与行业共同迎接一个更加绿色、智能的未来。