智慧光伏发电信息化系统需求文档

以下是从产品经理角度撰写的智慧光伏发电信息化系统需求文档，聚焦光伏行业痛点与业务价值，遵循标准PRD结构：

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智慧光伏发电信息化系统需求文档

版本：1.0
日期：2025年7月19日
作者：产品经理视角

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一、文档概述

1.1 产品背景

光伏电站运营面临四大挑战：

• 发电损失定位难：组串故障、阴影遮挡等问题人工排查效率低
• 运维成本占比高：占LCOE（平准化度电成本）超15%
• 电网调度协同弱：缺乏精准发电预测，罚款风险高
• 资产收益不透明：融资方难实时监控电站健康度

1.2 产品目标

指标	目标值
发电量损失定位时效	≤10分钟
预防性维护覆盖率	≥80%设备
短期发电预测准确率	次日预测误差≤8%（晴天）
资产IRR（内部收益率）透明度	动态计算误差≤1%

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二、用户角色与场景

角色	核心场景	关键需求
电站运维员	日常巡检、故障处理	移动端告警推送，AI辅助定位故障组串
运营总监	评估电站收益，优化发电策略	发电量对标分析，损失根因报告
电网调度员	平衡区域新能源波动	15分钟级超短期功率预测
资产管理员	电站资产评估与交易	实时测算IRR，生成尽调报告
设备供应商	远程诊断设备性能	组件衰减率分析，质保预警

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三、功能需求定义

3.1 智能监控中心

核心功能矩阵

监控中心

发电全景

设备健康

光功率预测

收益看板

详细功能说明

模块	功能点	业务规则
发电全景	- 实时功率曲线（PV曲线）	对比理论/实际发电量，偏差＞5%标红
	- 组串级IV曲线诊断	自动识别“阶梯型”曲线（阴影遮挡特征）
设备健康	- 逆变器效率热力图	效率＜95%时触发优化建议
	- 组件衰减追踪	对比初始效率，年衰减＞0.8%触发告警
光功率预测	- 0-4h超短期预测	集成卫星云图+辐照仪数据，滚动更新
	- 发电计划申报	自动生成国网要求格式的96点曲线
收益看板	- LCOE动态计算	关联运维成本、发电量、融资利率
	- 碳减排统计	实时换算CO₂减排量（1MWh=0.997吨）

3.2 智能告警与诊断

AI诊断引擎规则

# 伪代码：组串故障根因分析
if (组串电流突降80% and 相邻组串正常)：
    if (红外图像显示热斑) → 诊断结果：组件损坏  
    elif (灰尘监测仪超标) → 诊断结果：污渍遮挡  
    else → 启动无人机巡检  

告警分级策略

等级	场景	处置时效
紧急	逆变器停机	30分钟响应
重要	组串效率＜85%	4小时处理
提示	组件衰减率超标	72小时分析

3.3 运维工单管理

闭环流程

现场维修

远程处理

AI诊断告警

自动生成工单

工单类型

派发至运维APP

触发逆变器复位

维修记录上传

发电恢复验证

关键功能

• 工单智能分派：根据故障位置、运维员技能等级优化分配
• AR远程协作：运维人员佩戴AR眼镜，专家远程标注故障点
• 备件库存联动：维修方案自动关联库存可用备件

3.4 资产金融管理

功能	数据来源	输出价值
实时IRR看板	发电量+电价+运维成本	动态显示IRR波动（按小时更新）
融资合规报告	设备状态+发电性能	自动生成银行要求的KPI报告
保险风险评级	故障历史+极端天气预测	输出保费浮动建议

3.5 电网协同接口

• AGC/AVC控制：接收电网调度指令，自动调节逆变器功率因数
• 考核偏差分析：对比预测与实际发电量，计算罚款金额及根因
• 绿电交易：对接电力交易平台，申报可售发电量

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四、非功能性需求

4.1 性能要求

场景	指标
数据采集延迟	≤1秒（从设备到平台）
10万级组串监控	页面加载＜3秒
预测模型计算时效	超短期预测≤30秒

4.2 可靠性要求

• 数据完整性：支持断点续传，数据丢失率＜0.001%
• 设备兼容性：覆盖主流逆变器协议（SunSpec Modbus, IEC 61850）
• 可用性：≥99.9%（金融级资产模块）

4.3 安全要求

层面	措施
数据安全	光伏数据AES-256加密，敏感操作区块链存证
操作安全	电网控制指令需双重生物认证
合规性	满足《光伏电站监控系统技术规范》（GB/T 31366）

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五、关键业务指标（KPI）

1. 发电量提升：通过精准诊断提升PR（性能比）≥3%
2. 运维成本降低：预防性维护减少故障停机30%
3. 电网罚款规避：预测准确率提升使罚款减少≥50%
4. 资产融资溢价：IRR透明度提升加速融资审批20%

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六、版本规划

版本	时间	核心功能	商业价值
V1.0	2025 Q4	基础监控+AI诊断+工单管理	降低25%运维人力成本
V2.0	2026 Q2	光功率预测+AGC控制+IRR看板	减少电网罚款，提升电站估值
V3.0	2026 Q4	组件回收评估+碳资产交易+数字孪生	开辟碳汇收益新增长点

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七、附录

• 技术依赖：
  • 气象数据源：ECMWF（欧洲中期预报中心）
  • AI框架：PyTorch（IV曲线诊断）+ Prophet（发电预测）
• 竞品参考：
  • 华为FusionSolar：强在逆变器协同优化
  • 阿里光伏云：侧重资产金融化
• 成本测算：
  • 100MW电站系统部署成本：≤电站总投资1.2%

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产品设计核心理念：
发电侧：用AI诊断替代人工巡检，揪出每一度损失的电量
电网侧：通过预测精度避免“弃光限电”，减少罚款
资产侧：透明化IRR波动，让光伏电站成为“可交易的数字资产”

此文档可作为光伏电站业主、运维服务商及开发团队的需求基准，后续需结合具体电站规模（分布式/集中式）细化数据采集方案。