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场站智慧化改造需要哪些设备、技术?

2026-08-21分类:风光储氢 / 风光储氢来源:CPEM全国电力设备管理网
【CPEM全国电力设备管理网】

2025年9月,国家发展改革委、国家能源局印发《关于推进"人工智能+"能源高质量发展的实施意见》,明确提出促进偏远地区新能源场站智能运维发展,打造"气象预测+功率预测+智慧交易+智能运维"一体化新能源智能生产模式。


政策东风之下,华电、三峡、华能、国家电投等央企的无人值守场站已在全国批量落地。这场以"数字孪生+智能终端+边缘计算"为核心的系统性重构,正在重新定义风电场与光伏电站的运维逻辑。


01.为什么必须改:传统运维的三座大山


截至2026年6月底,我国可再生能源装机已达24.55亿千瓦,占全国电力总装机的60.7%;风电、光伏合计装机19.51亿千瓦、占比接近一半,上半年可再生能源发电量占比更是首次超过四成。装机狂飙的另一面,是运维模式的力不从心:


① 人不够用新能源场站大多地处沙戈荒、山地、高原,招人难、留人难。一个7万千瓦的风电场,传统模式标配至少10名运维人员;5座5万千瓦风电场,仅值守就要消耗20人。


② 巡不过来华电宁夏宁东风光电场有212台风机需要人工逐台登塔检查,设备早期细微裂纹很难及时察觉;山区光伏电站人工巡检一轮要3个月。


③ 险防不住高空作业、带电区域人工操作存在安全风险,风沙、山火、盗窃破坏等隐患靠人防总有盲区。


痛点的答案,就是"无人值守"——场站撤人、机器上岗、远程集控、片区检修。改造后的效果有多直观?看一组实测数据:


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02.全国最新案例:五大标杆怎么干


案例一 · 中国华电


宁夏宁东五至八期风光电场:完成"三级跨越"


宁夏首座取得调度命名的风光电场,2025年完成从"少人值守"到"无人值守"再到"智慧值守"的三级跨越。场站部署61台智能摄像头、轮式机器人、人形机器人、氢能无人机及声纹传感器,覆盖356个巡检点位;声纹监测依托声学大模型比对设备"声纹身份证",把巡检从"登机找病"变为"听音诊脉";氢动力无人机单次航时超3小时、可巡检35公里线路110基杆塔;人形机器人可执行断路器分合闸操作,消除人为误操作风险。


案例二 · 三峡集团


宁夏同利第三风电场:"空天地一体"无人化样板


7万千瓦风电场,场内不见常驻运维人员,取而代之的是300余台智能设备与5000多个巡检点位构成的无人化网络:无人机从机巢自主起飞逐塔巡检,四足"机器狗"每日两班穿梭升压站完成353个巡检目标,挂轨机器人在高压室与继保室循轨作业。云边协同平台故障预警准确率超85%,无效告警率下降60%。该模式已复制到青海、西藏、山西等地——海拔4200米的西藏隆子光储电站部署智能运检系统后,运维人员撤至县城远程监控,实现高原电站"关门运行",方案稳定运行以来全年节省巡检工时2468小时、人工成本60余万元,春节值守人员从5人减至3人。截至2026年初,三峡能源已完成6座新能源电站智能化改造,建成20个集控中心、集控子站接入率超97%,并发布《智能场站规范化建设推广白皮书》。


案例三 · 三峡集团(2026年最新)


内蒙古无人机智能巡检管理体系:规模化复制提速


2026年,三峡集团首个无人机智能巡检管理体系在内蒙古投入运行:首批覆盖12座新能源场站、640万千瓦装机,配套21座无人机机巢、28架巡检无人机,实现光伏、风机、集电线路、升压站巡检全覆盖,并配套"1+1+1+5"标准化管理制度体系。运行数据显示,该体系每年节省人工工时超11万小时,巡检效率提升13.2倍,设备隐患提前检出率达63%——为国内新能源场站集约化巡检提供了实践样板。


案例四 · 中国华能


云南三场站 + 贵州区域集控:无人值守批量落地


2025年12月,华能云南分公司幸福桥、小石岩光伏电站与盘江风电场转入无人值守模式。核心是"新能源电站多源协同监管平台":无人机可见光+红外协同巡检实现覆盖率100%、巡检周期压缩至8天;升压站智能巡检与安防系统使I类巡检点覆盖率达100%,并集成周界防护、行为识别、动环监测与智能消防。在贵州,华能建成区域远程集控中心,打通升压站自动化、风机监控等8个子系统,配备29架无人机覆盖全部场站,率先实现"无人值班、少人值守"。


案例五 · 国家电投


"天巡一号":山区光伏的效率奇迹


在200兆瓦山区光伏电站,"天巡一号"无人机系统日均巡检5平方公里,效率达人工30倍,巡检周期由3个月缩短至4天——过去180天的人工巡查工作量,如今7天即可完成。


03.改造要用哪些设备:一张清单看懂


空中巡检层


全自动无人机+机巢:按航线自主起降、自动换电/充电,搭载可见光+红外双光相机,识别光伏热斑、二极管故障、叶片雷击损伤、绝缘子发热、杆塔鸟巢等数十类缺陷。高原与沙戈荒场景可选氢动力无人机,突破高低温与续航瓶颈(单次3小时/35公里)。库布齐大基地等超大规模项目还配套"无人机巡检专属AI智能体"。


地面巡检层


四足机器狗:爬坡越障,搭载激光定位、高清摄像头与红外热像仪,巡检主变区域套管、油位、表计;

轮式机器人:升压站室外设备区常态巡检;

挂轨机器人:悬吊轨道穿梭高压室、继保室,读取仪表、捕捉设备状态;

人形机器人:五大发电集团首次工程化落地,搭配灵巧手与百种步态控制算法,可完成仪表读取、开关柜操作甚至断路器分合闸。


固定感知层


AI智能摄像头(仪表识别、表计读数、烟雾火焰识别)、声纹传感器(工业传声器24小时采集,声学大模型诊断齿轮箱磨损、叶片裂纹早期异响)、红外热成像与应力传感(设备温度与结构应变在线监测)、动环监测(温湿度、水浸)、周界安防与智能消防(电子围栏、行为识别、防山火云台)。


通信与边缘层


5G/4G专网、无线全覆盖系统(解决山地、戈壁信号盲区,支撑数据回传与远程控制指令下达)、边缘计算网关(就地分析视频与音频流,毫秒级预警,减轻上行带宽压力)、电力专线通道(集控中心与场站间安全数据通道)。


04.平台与关键技术:给场站装上"大脑"


① 远程集控 + 数字孪生


建设区域集控中心,打通升压站自动化、风机监控、功率预测等子系统,形成统一数据底座;三维建模将风机、光伏板、智能终端"一屏尽览",实现远程监盘、远程操作、远程应急(如"指点飞行"让机巢无人机秒级抵达险情点位)。


② 云边协同 + AI大模型


"云端训练、边缘推理"的云边协同架构(如三峡×金风慧能方案,预警准确率超85%);融合电力生产大模型、声学大模型、缺陷识别算法,持续扩充样本库迭代识别精度,构建"公司级—片区级—班组级"三级智能诊断预警体系。


③ 全链条闭环管理


从"智能监视—生产管理—智能巡检—工单/缺陷单生成—两票关联—消缺反馈"全过程闭环;工单自动派发、巡检报告自动生成、检修全流程可追溯;移动"两票"系统实现远程授权与作业全程录音录像监督。


④ 设备全生命周期健康管理


基于振动、温度、功率曲线等多维数据分析,提前预警主轴、齿轮箱等关键部件故障;对低效设备精准识别、针对性优化,让检修从"被动响应"转向"预测性维护"。


智慧场站总体架构(五层模型)


应用层:智能监视 · 智能巡检 · 智能安防 · 生产管理 · 智能经营 · 功率预测

平台层:远程集控中心 · 数字孪生 · AI大模型 · 三级诊断预警

边缘层:边缘计算网关 · 就地智能分析 · 毫秒级预警

通信层:5G/4G专网 · 无线全覆盖 · 电力专线 · 光纤环网

感知层:无人机/机巢 · 机器狗/轮式/挂轨/人形机器人 · 声纹/红外/振动传感器 · AI摄像头


05.解决方案怎么落地:三步走路线图


1.集控筑基(0~6个月)


建设区域远程集控中心,打通8大子系统数据壁垒,实现"无人值班、少人值守";同步完成通信网络全覆盖与安防消防升级。


2.机器换人(6~18个月)


按"光伏配无人机+机巢、升压站配机器人+AI摄像头、风机加声纹/振动传感"的组合部署智能装备,I类巡检点覆盖率达100%,巡检模式由人工转向机器。


3.智慧进化(18个月+)


引入数字孪生、大模型与三级预警体系,实现设备健康管理、预测性维护与智能交易,达成"无人值守、智慧值守",人效提升25%以上。


改造前后关键指标对比(综合公开案例数据)


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写在最后


从华电宁夏的"三级跨越",到三峡的"空天地一体",再到华能的批量无人值守——智慧化改造已走过技术验证期,进入规模化复制阶段。它不是简单的"设备替换",而是"感知换人、数据换脑、平台换岗"的系统性重构。


2026年是"十五五"开局之年,可再生能源发电量占比已首次超过四成。按照"人工智能+"能源实施意见的部署,到2027年将落地一批可复制、易推广的重点示范项目。对存量场站业主而言,窗口期正在收窄:早一天完成智慧化改造,就早一天把运维成本中心变成效益中心。


资料来源:国家能源局、中国华电、中国华能、三峡集团、

央广网、宁夏日报、中国能源网等公开报道


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