本發(fā)明涉及光伏發(fā)電，具體涉及一種基于三維數(shù)字可視化的光伏發(fā)電站智慧管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、三維數(shù)字可視化、增強現(xiàn)實和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入，提升了操作人員的體驗和管理效率，使其能夠更直觀地理解和操作復(fù)雜的光伏發(fā)電站系統(tǒng)。

2、現(xiàn)有技術(shù)如公告號為cn114552671a的發(fā)明專利申請公開的分散式光伏發(fā)電站的管理系統(tǒng)，屬于分散式光伏電站管理技術(shù)領(lǐng)域，包括采集分析模塊、調(diào)度模塊、安全模塊和服務(wù)器；所述采集分析模塊用于采集光伏發(fā)電站信息并進(jìn)行相應(yīng)的分析，建立光伏管理模型，在光伏管理模型中繪制區(qū)域邊界線，區(qū)域邊界線包括用戶邊界線、樓棟邊界線和線路邊界線；獲取各個區(qū)域邊界線內(nèi)的用電量，并將獲取的用電量標(biāo)記在對應(yīng)的區(qū)域邊界線內(nèi)，根據(jù)樓棟邊界線和線路邊界線的用電量設(shè)置對應(yīng)的樓棟跨界值和線路跨界值，將設(shè)置的樓棟跨界值和線路跨界值標(biāo)記在光伏管理模型中的對應(yīng)位置上；對光伏發(fā)電站周邊的用戶進(jìn)行優(yōu)先級排序，獲得用戶優(yōu)先級，從每個光伏發(fā)電站的最高用戶優(yōu)先級進(jìn)行用戶邊界線合并。

3、針對上述方案，本發(fā)明申請人發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：1、在建立光伏管理模型時，雖然提到了采集分析模塊用于收集和分析光伏發(fā)電站的信息，但缺乏具體的數(shù)字化和可視化手段，導(dǎo)致在光伏管理模型中，區(qū)域邊界線雖然劃分，但缺乏精確的三維模型支持和可視化展示，使得對區(qū)域內(nèi)用電量和優(yōu)先級的理解和管理不夠直觀和全面，在處理異常情況時，雖然提到了用戶優(yōu)先級的排序和邊界線的合并，但缺乏智能化的維護(hù)分析和操作支持，在發(fā)現(xiàn)光伏組件或設(shè)備存在異常運行情況時，未描述系統(tǒng)如何智能地預(yù)測故障或制定優(yōu)化的維護(hù)排程。

4、2、在資源調(diào)度方面較為簡單，未充分利用現(xiàn)代技術(shù)來優(yōu)化設(shè)備維修和資源調(diào)度過程。具體而言，缺乏通過傳感器實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境信息，并將數(shù)據(jù)傳輸至集中控制平臺的技術(shù)支持，導(dǎo)致了在故障維修時，無法實現(xiàn)精準(zhǔn)的維修資源分配和優(yōu)先級調(diào)度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供的一種基于三維數(shù)字可視化的光伏發(fā)電站智慧管理系統(tǒng)，解決了背景技術(shù)中存在的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種基于三維數(shù)字可視化的光伏發(fā)電站智慧管理系統(tǒng)，包括：模型建立模塊，用于通過三維數(shù)字可視化技術(shù)對指定光伏發(fā)電站內(nèi)光伏組件、發(fā)電站其他設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行全方位模擬，進(jìn)而構(gòu)建指定光伏發(fā)電站對應(yīng)的三維模型。

3、模型管理模塊，用于實時監(jiān)測光伏組件、發(fā)電站其他設(shè)備對應(yīng)的運行數(shù)據(jù)以及環(huán)境信息，進(jìn)而通過三維模型對光伏組件、發(fā)電站其他設(shè)備進(jìn)行實時狀態(tài)分析。

4、智能維護(hù)分析模塊，用于當(dāng)光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備存在異常運行情況時，進(jìn)行光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備維護(hù)排程的制定。

5、資源調(diào)度模塊，用于將指定光伏發(fā)電站進(jìn)行區(qū)域劃分，得到各運行區(qū)域，當(dāng)各運行區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)故障提示時，獲取指定光伏發(fā)電站各運行區(qū)域內(nèi)設(shè)備對應(yīng)的設(shè)備故障等級、影響設(shè)備數(shù)量、所需維修時長，進(jìn)而分析得到各運行區(qū)域?qū)?yīng)的故障嚴(yán)重性評估系數(shù)，以此進(jìn)行維修資源調(diào)度。

6、預(yù)警終端，用于當(dāng)光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備存在異常運行情況時，進(jìn)行預(yù)警提示，當(dāng)?shù)玫焦收显O(shè)備對應(yīng)的故障嚴(yán)重性評估系數(shù)時，進(jìn)行預(yù)警提示。

7、優(yōu)選地，所述構(gòu)建指定光伏發(fā)電站對應(yīng)的三維模型，具體構(gòu)建過程如下：通過現(xiàn)場勘測、建筑圖紙、光伏發(fā)電站其他設(shè)備說明書，由此得到指定光伏發(fā)電站的光伏組件的技術(shù)參數(shù)、發(fā)電站其他設(shè)備的信息，并通過指定光伏發(fā)電站內(nèi)安裝的攝像裝置進(jìn)行圖像采集，得到指定光伏發(fā)電站內(nèi)光伏組件、發(fā)電站其他設(shè)備對應(yīng)的具體位置，根據(jù)定光伏發(fā)電站的光伏組件的技術(shù)參數(shù)、發(fā)電站其他設(shè)備的信息以及具體位置，進(jìn)而通過三維數(shù)字可視化技術(shù)對指定光伏發(fā)電站進(jìn)行三維模型的建立，包括建立指定光伏發(fā)電站的整體結(jié)構(gòu)、光伏組件的布局、發(fā)電站其他設(shè)備的位置和環(huán)境特征。

8、優(yōu)選地，所述實時監(jiān)測光伏組件、發(fā)電站其他設(shè)備對應(yīng)的運行數(shù)據(jù)以及環(huán)境信息，具體監(jiān)測過程如下：使用傳感器設(shè)備實時監(jiān)測指定光伏發(fā)電站內(nèi)光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備對應(yīng)的運行數(shù)據(jù)以及通過傳感器設(shè)備實時采集指定光伏發(fā)電站所處區(qū)域?qū)?yīng)的環(huán)境信息，環(huán)境信息包括環(huán)境溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽光照強度、云層；

9、在指定光伏發(fā)電站現(xiàn)場設(shè)置各數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵節(jié)點，根據(jù)設(shè)置的各數(shù)據(jù)采集關(guān)鍵節(jié)點，通過各關(guān)鍵節(jié)點實時獲取傳感器設(shè)備傳輸?shù)墓夥M件和發(fā)電站其他設(shè)備對應(yīng)的運行數(shù)據(jù)、所處區(qū)域?qū)?yīng)的環(huán)境信息，進(jìn)而通過通信網(wǎng)絡(luò)，將采集到的運行數(shù)據(jù)和環(huán)境信息傳輸至三維模型控制平臺。

10、優(yōu)選地，所述通過三維模型對光伏組件、發(fā)電站其他設(shè)備進(jìn)行實時狀態(tài)分析，具體分析過程如下：a1、在指定光伏發(fā)電站對應(yīng)的三維模型中，光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備以圖形和圖標(biāo)的形式進(jìn)行顯示，根據(jù)指定光伏發(fā)電站內(nèi)光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備對應(yīng)的運行數(shù)據(jù)分別進(jìn)行顯示，將光伏組件表面溫度劃分為低溫區(qū)間、適宜區(qū)間和高溫區(qū)間，低溫區(qū)間、適宜區(qū)間和高溫區(qū)間分別對應(yīng)藍(lán)色顯示、綠色顯示和紅色顯示，當(dāng)光伏組件表面溫度監(jiān)測結(jié)果屬于低溫區(qū)間內(nèi)時，該光伏組件對應(yīng)的圖形側(cè)邊則進(jìn)行藍(lán)色顯示，以此顯示指定光伏發(fā)電站內(nèi)對應(yīng)的光伏組件表面溫度信息，并通過折線圖顯示光伏組件的電流、電壓變化，折線圖縱坐標(biāo)分別表示光伏組件的電流和電壓，橫坐標(biāo)表示時間點，從而顯示指定光伏發(fā)電站內(nèi)對應(yīng)的光伏組件電流、電壓信息，以此通過三維模型對指定光伏發(fā)電站內(nèi)對應(yīng)的其他發(fā)電站設(shè)備進(jìn)行運行數(shù)據(jù)的顯示；

11、a2、三維模型將集成指定光伏發(fā)電站所處區(qū)域的環(huán)境信息，通過三維模型中的氣象圖層和數(shù)據(jù)標(biāo)注方式對環(huán)境信息中的環(huán)境溫濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽光照強度和云層進(jìn)行呈現(xiàn)，使用太陽位置傳感器獲取太陽光照方向，并將獲得的太陽光照方向?qū)崟r顯示在三維模型中，調(diào)整三維模型中光伏板對應(yīng)的朝向，以達(dá)到最大化光能吸收效率，從而得到光伏板對應(yīng)的傾角，進(jìn)而調(diào)整指定光伏發(fā)電站對應(yīng)的實際光伏板傾角；

12、a3、通過藍(lán)色、綠色和紅色各顏色對各溫度進(jìn)行表示，通過折線圖的方式對電流和電壓，以及電能轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行顯示，當(dāng)運維人員通過三維模型觀察指定光伏發(fā)電站時，點擊三維模型內(nèi)的光伏組件圖形，則該光伏組件的運行數(shù)據(jù)通過顏色和折線圖的方式進(jìn)行顯示。

13、優(yōu)選地，所述進(jìn)行光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備維護(hù)排程的制定，具體制定過程如下：在指定光伏發(fā)電站對應(yīng)的三維模型中，當(dāng)光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備存在異常運行情況時，則三維模型內(nèi)對存在異常運行情況的光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備進(jìn)行異常顯示，維護(hù)人員通過三維模型對存在異常運行情況的光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備進(jìn)行異常情況處理過程模擬，得到存在異常運行情況的光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備的模擬維護(hù)時長；

14、從數(shù)據(jù)庫中獲取指定光伏發(fā)電站輸出電量，由此得到指定光伏發(fā)電站輸出電量小于或者等于輸出電量閾值對應(yīng)的各時間點，從而得到輸出電量低谷期對應(yīng)的各時間段，將模擬維護(hù)時長與輸出電量低谷期對應(yīng)的各時間段時長進(jìn)行比較，若模擬維護(hù)時長小于輸出電量低谷期對應(yīng)的某時間段時長內(nèi)，則將該時間段時長記為維護(hù)時間段，以此標(biāo)記各維護(hù)時間段，分別統(tǒng)計各維護(hù)時間段對應(yīng)的總輸出電量，將各維護(hù)時間段對應(yīng)的總輸出電量按照從小到達(dá)的順序進(jìn)行排序，得到輸出電量排名第一的維護(hù)時間段，從而安排維護(hù)員在該維護(hù)時間段進(jìn)行維護(hù)，以此完成光伏組件和發(fā)電站其他設(shè)備維護(hù)排程的制定。

15、優(yōu)選地，所述分析得到各運行區(qū)域?qū)?yīng)的故障嚴(yán)重性評估系數(shù)，具體分析過程如下：從數(shù)據(jù)庫中獲取指定光伏發(fā)電站對應(yīng)的安全設(shè)備故障等級、安全影響設(shè)備數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)所需維修時長；

16、通過計算公式得到各運行區(qū)域?qū)?yīng)的故障嚴(yán)重性評估系數(shù)αi，i為各運行區(qū)域?qū)?yīng)的編號，i＝1，2，......，m，m為大于2的任意整數(shù)，m表示為運行區(qū)域?qū)?yīng)的總數(shù)，其中di、ci、ti分別表示指定光伏發(fā)電站第i個運行區(qū)域?qū)?yīng)的設(shè)備故障等級、影響設(shè)備數(shù)量、所需維修時長，d′、c′、t′分別表示為安全設(shè)備故障等級、安全影響設(shè)備數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)所需維修時長，η1、η2、η3分別為設(shè)定的設(shè)備故障等級對應(yīng)的權(quán)重因子、影響設(shè)備數(shù)量對應(yīng)的權(quán)重因子、所需維修時長對應(yīng)的權(quán)重因子。

17、本發(fā)明的有益效果在于：1、本發(fā)明提供的一種基于三維數(shù)字可視化的光伏發(fā)電站智慧管理系統(tǒng)，通過利用三維數(shù)字可視化技術(shù)建立可視化三維模型，對光伏發(fā)電站內(nèi)部的光伏組件、設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行了全方位的模擬，不僅提供了直觀的視覺展示，還能通過圖形和圖標(biāo)清晰地顯示運行數(shù)據(jù)和環(huán)境參數(shù)，使管理人員能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行決策和優(yōu)化操作，引入了智能維護(hù)分析模塊，通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，能夠預(yù)測設(shè)備的異常情況并自動制定維護(hù)排程，這種智能化的維護(hù)策略，可以顯著減少停機時間和維修成本，提高光伏發(fā)電站的運行效率和可靠性。

18、2、本發(fā)明實施例通過使用傳感器設(shè)備實時監(jiān)測運行數(shù)據(jù)和環(huán)境信息，并結(jié)合三維模型的故障嚴(yán)重性評估和資源調(diào)度模塊，能夠更有效地分析和響應(yīng)運行區(qū)域內(nèi)的故障情況，從而優(yōu)化維修資源的分配和調(diào)度順序，進(jìn)而合理分配維修資源數(shù)量，有利于快速響應(yīng)和修復(fù)設(shè)備故障，最大程度減少停機時間和經(jīng)濟(jì)損失。