本實(shí)用新型涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著石油，煤炭等不可再生能源的日益減少，開發(fā)以光伏發(fā)電為代表的清潔能源成為了國家政策性扶持的產(chǎn)業(yè)方向。
光伏發(fā)電屬于波動(dòng)性和間歇性電源，相對(duì)于傳統(tǒng)發(fā)電來說是一個(gè)不可控電源，如日趨嚴(yán)重的霧霾天氣，不可避免地影響光伏發(fā)電的效率。為了減少光伏發(fā)電受此類隨機(jī)性環(huán)境變化影響，提高發(fā)電效率，就需要加強(qiáng)對(duì)光伏陣列運(yùn)行狀態(tài)的智能監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確掌握電站運(yùn)行情況。通常一個(gè)光伏電站使用了大量的光伏陣列，一個(gè)光伏陣列由大量光伏發(fā)電板組件構(gòu)成。目前光伏電站的管理維護(hù)主要是依靠人工巡視，當(dāng)其中一個(gè)光伏陣列發(fā)生故障，很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)是哪個(gè)光伏陣列損壞。無法及時(shí)精確定位光伏陣列的故障，就無法及時(shí)排除其故障，而單個(gè)的光伏陣列的非正常會(huì)造成整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)效率的大幅降低。目前光伏陣列故障的處理不及時(shí)，是導(dǎo)致光伏電站發(fā)電效益無法實(shí)現(xiàn)最大化的重要因素之一。因此，光伏陣列的智能監(jiān)測(cè)和異常定位顯得非常迫切。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種光伏電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其有一套運(yùn)維平臺(tái)和所管理的N個(gè)光伏電站上的數(shù)據(jù)采集設(shè)施，運(yùn)維平臺(tái)包括采集認(rèn)證服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器。采集各光伏陣列的狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心，大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的多隱層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入各光伏陣列的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，在相同光照強(qiáng)度下檢測(cè)異常值，及在一個(gè)周期內(nèi)異常值的數(shù)量，與閾值比較，確定光伏陣列是否出現(xiàn)故障。本實(shí)用新型無需人工巡視，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)光伏電站的多個(gè)光伏陣列，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)并精確定位，以及時(shí)處理光伏陣列故障，保證其正常運(yùn)行。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的一種光伏電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有一套運(yùn)維平臺(tái)和所管理的N個(gè)光伏電站上的數(shù)據(jù)采集設(shè)施。N個(gè)光伏電站依次為第1～第j號(hào)，j＝1,2,3…N。每個(gè)光伏電站有nj個(gè)光伏陣列，依次為第1號(hào)至第ji號(hào)，ji＝1,2,3…nj。第j個(gè)光伏電站中的某個(gè)光伏陣列的標(biāo)號(hào)為ji。每個(gè)光伏陣列作為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，在光伏陣列的輸出端安裝一套采集該光伏陣列狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器；所述狀態(tài)數(shù)據(jù)為運(yùn)行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)包括電流，電壓和功率，所述氣象數(shù)據(jù)包括光照強(qiáng)度、溫度。
每個(gè)光伏電站現(xiàn)場(chǎng)安裝一套信息采集終端，各光伏電站的信息采集終端經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線連接本光伏電站分布在現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，信息采集終端采集本光伏電站各光伏陣列的各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于其內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，同時(shí)信息采集終端也把狀態(tài)數(shù)據(jù)存入其數(shù)據(jù)庫中。所述現(xiàn)場(chǎng)總線為CAN總線。
運(yùn)維平臺(tái)包括采集認(rèn)證服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器。
運(yùn)維平臺(tái)配置G臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)連接各光伏電站的信息采集終端，G＜N,每臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器負(fù)責(zé)其連接的一個(gè)或多個(gè)光伏電站的數(shù)據(jù)采集和信息認(rèn)證。
G臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器通過以太網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連，建立采集認(rèn)證服務(wù)器集群,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。
所述運(yùn)維平臺(tái)的G臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器與歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)均經(jīng)以太網(wǎng)互聯(lián)，采集認(rèn)證服務(wù)器將各光伏電站的當(dāng)前數(shù)據(jù)送入歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心永久存儲(chǔ)各光伏電站的過去和現(xiàn)在的運(yùn)行數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)根據(jù)各光伏電站的歷史數(shù)據(jù)和各光伏電站的當(dāng)前數(shù)據(jù)計(jì)算得到各光伏電站當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果和異常定位信息。大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)連接屏幕和輸出設(shè)備，可直接觀看監(jiān)測(cè)結(jié)果。本運(yùn)維平臺(tái)還配有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器與大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)相連接，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)的光伏電站管理人員的手機(jī)或電腦相聯(lián)，實(shí)時(shí)發(fā)布大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果。相關(guān)管理人員可以通過電腦或手機(jī)端，在線查看光伏電站的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的光伏陣列的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用時(shí)，各光伏電站中的多個(gè)光伏陣列的各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上的傳感器采集本光伏陣列的運(yùn)行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線送至各光伏電站的信息采集終端，各信息采集終端將當(dāng)前接收的各光伏陣列的狀態(tài)數(shù)據(jù)采用循環(huán)存儲(chǔ)的方式存入本地?cái)?shù)據(jù)庫中，同時(shí)把狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)送至運(yùn)維平臺(tái)的采集認(rèn)證服務(wù)器。
大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)采用多隱層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，輸入各光伏陣列的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，得到在相同光照強(qiáng)度下的異常值檢測(cè)方法，利用訓(xùn)練后的多隱層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行數(shù)據(jù)電流、電壓和功率值進(jìn)行異常值檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏陣列故障的診斷和精確定位。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型一種光伏電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為：1、同時(shí)管理N個(gè)光伏電站，對(duì)N個(gè)光伏電站中的各光伏陣列進(jìn)行監(jiān)控，無需人工巡視，通過對(duì)實(shí)時(shí)接收的電流、電壓和功率數(shù)據(jù)的異常值監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)并對(duì)光伏陣列的故障精確定位，以及時(shí)處理光伏陣列中出現(xiàn)的硬件問題，保證每個(gè)光伏陣列都能正常運(yùn)行；2、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心永久存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，故為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，解決了模型過擬合、泛化能力差的問題；3、采集認(rèn)證服務(wù)器經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)與各光伏電站的數(shù)據(jù)采集終端連接，接收數(shù)據(jù)并對(duì)信息認(rèn)證，再將數(shù)據(jù)傳送到大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，提高了本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。
附圖說明
圖1為本光伏電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
圖1所示為本光伏電站的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中虛線連接線表示互聯(lián)網(wǎng)連接，粗實(shí)線連接線表示以太網(wǎng)連接，細(xì)實(shí)線連接線表示CAN總線連接。一套運(yùn)維平臺(tái)和管理4個(gè)光伏電站，N為1,2,3,4。光伏電站1由包括21個(gè)光伏陣列，編號(hào)為1-1～1-21，其中每個(gè)光伏陣列由36片光伏模塊串并聯(lián)組成。光伏電站2包括25個(gè)光伏陣列，編號(hào)為2-1～2-25，其中每光伏陣列由48片光伏模塊串并聯(lián)組成。光伏電站3包括28個(gè)光伏陣列組成，編號(hào)為3-1～3-28，其中每個(gè)光伏陣列由60片光伏模塊串并聯(lián)組成。光伏電站4包括26個(gè)光伏陣列，編號(hào)為4-1～4-26，其中每個(gè)光伏陣列由72片光伏模塊串并聯(lián)組成。
每個(gè)光伏陣列作為一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，在各光伏陣列的輸出端安裝一套采集該光伏陣列狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器，光伏電站1的21個(gè)光伏陣列對(duì)應(yīng)傳感器S1-1～S1-21，光伏電站2的25個(gè)光伏陣列對(duì)應(yīng)傳感器S2-1～S2-25，光伏電站3的28個(gè)光伏陣列對(duì)應(yīng)傳感器S3-1～S3-28，光伏電站4的26個(gè)光伏陣列對(duì)應(yīng)傳感器S4-1～S4-26；所述狀態(tài)數(shù)據(jù)為運(yùn)行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，運(yùn)行數(shù)據(jù)包括電流，電壓和功率，所述氣象數(shù)據(jù)包括光照強(qiáng)度、溫度。
每個(gè)光伏電站現(xiàn)場(chǎng)安裝一套信息采集終端，各光伏電站的信息采集終端經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線連接本光伏電站分布在現(xiàn)場(chǎng)的各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的傳感器，信息采集終端采集本光伏電站各光伏陣列的各個(gè)傳感器采集的數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于其內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，同時(shí)信息采集終端也把狀態(tài)數(shù)據(jù)存入其數(shù)據(jù)庫中。本例現(xiàn)場(chǎng)總線為CAN總線。
本例運(yùn)維平臺(tái)包括采集認(rèn)證服務(wù)器、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器。
本例運(yùn)維平臺(tái)配置2臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器，采集認(rèn)證服務(wù)器1經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)連接光伏電站1、2的信息采集終端，采集認(rèn)證服務(wù)器2經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)連接光伏電站3、4的信息采集終端，
2臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器通過以太網(wǎng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連，建立采集認(rèn)證服務(wù)器集群,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。
所述運(yùn)維平臺(tái)的2臺(tái)采集認(rèn)證服務(wù)器與歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)均經(jīng)以太網(wǎng)互聯(lián)，采集認(rèn)證服務(wù)器將各光伏電站的當(dāng)前數(shù)據(jù)送入歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心和大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心永久存儲(chǔ)各光伏電站的過去和現(xiàn)在的運(yùn)行數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)根據(jù)各光伏電站的歷史數(shù)據(jù)和各光伏電站的當(dāng)前數(shù)據(jù)計(jì)算得到各光伏電站當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果和異常定位信息。大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)連接屏幕和輸出設(shè)備，可直接觀看監(jiān)測(cè)結(jié)果。本運(yùn)維平臺(tái)還配有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器與大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)相連接，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務(wù)器經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)的光伏電站管理人員的手機(jī)或電腦相聯(lián)，實(shí)時(shí)發(fā)布大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)的得到的監(jiān)測(cè)結(jié)果。
上述實(shí)施例，僅為對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。