本實用新型涉及光伏發(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)電屬于波動性和間歇性電源，相對于傳統(tǒng)發(fā)電來說是一個不可控電源，如日趨嚴重的霧霾天氣，不可避免地影響光伏發(fā)電的效率。為了減少光伏發(fā)電受此類隨機性環(huán)境變化影響，提高發(fā)電效率，就需要加強對光伏陣列運行狀態(tài)的智能監(jiān)測，準確掌握電站運行情況。通常一個光伏電站使用了大量的光伏陣列，一個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主要是依靠人工巡視，當其中一個光伏陣列發(fā)生故障，很難及時發(fā)現(xiàn)是哪個光伏陣列損壞。無法及時精確定位光伏陣列的故障，就無法及時排除其故障，而單個的光伏陣列的非正常會造成整個光伏發(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，是導致光伏電站發(fā)電效益無法實現(xiàn)最大化的重要因素之一。因此，光伏陣列的智能監(jiān)測和異常定位顯得非常迫切。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是設計一種光伏電站的監(jiān)測系統(tǒng)，其有一套運維平臺和所管理的N個光伏電站上的數(shù)據(jù)采集設施，運維平臺包括采集認證服務器、歷史數(shù)據(jù)存儲中心、大數(shù)據(jù)分析平臺和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器。采集各光伏陣列的狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲于歷史數(shù)據(jù)存儲中心，大數(shù)據(jù)分析平臺的多隱層神經(jīng)網(wǎng)絡，輸入各光伏陣列的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡訓練，在相同光照強度下檢測異常值，及在一個周期內(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。本實用新型無需人工巡視，實時監(jiān)測多個光伏電站的多個光伏陣列，及時發(fā)現(xiàn)異常點并精確定位，以及時處理光伏陣列故障，保證其正常運行。
本實用新型設計的一種光伏電站的監(jiān)測系統(tǒng)有一套運維平臺和所管理的N個光伏電站上的數(shù)據(jù)采集設施。N個光伏電站依次為第1～第j號，j＝1,2,3…N。每個光伏電站有nj個光伏陣列，依次為第1號至第ji號，ji＝1,2,3…nj。第j個光伏電站中的某個光伏陣列的標號為ji。每個光伏陣列作為一個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，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)為運行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，運行數(shù)據(jù)包括電流，電壓和功率，所述氣象數(shù)據(jù)包括光照強度、溫度。
每個光伏電站現(xiàn)場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)場總線連接本光伏電站分布在現(xiàn)場的各個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，信息采集終端采集本光伏電站各光伏陣列的各個傳感器采集的數(shù)據(jù)并存儲于其內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，同時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)場總線為CAN總線。
運維平臺包括采集認證服務器、歷史數(shù)據(jù)存儲中心、大數(shù)據(jù)分析平臺和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器。
運維平臺配置G臺采集認證服務器，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)連接各光伏電站的信息采集終端，G＜N,每臺采集認證服務器負責其連接的一個或多個光伏電站的數(shù)據(jù)采集和信息認證。
G臺采集認證服務器通過以太網(wǎng)進行網(wǎng)絡互連，建立采集認證服務器集群,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。
所述運維平臺的G臺采集認證服務器與歷史數(shù)據(jù)存儲中心、大數(shù)據(jù)分析平臺均經(jīng)以太網(wǎng)互聯(lián)，采集認證服務器將各光伏電站的當前數(shù)據(jù)送入歷史數(shù)據(jù)存儲中心和大數(shù)據(jù)分析平臺，歷史數(shù)據(jù)存儲中心永久存儲各光伏電站的過去和現(xiàn)在的運行數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析平臺根據(jù)各光伏電站的歷史數(shù)據(jù)和各光伏電站的當前數(shù)據(jù)計算得到各光伏電站當前運行狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果和異常定位信息。大數(shù)據(jù)分析平臺連接屏幕和輸出設備，可直接觀看監(jiān)測結(jié)果。本運維平臺還配有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器與大數(shù)據(jù)分析平臺相連接，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)的光伏電站管理人員的手機或電腦相聯(lián)，實時發(fā)布大數(shù)據(jù)分析平臺的得到的監(jiān)測結(jié)果。相關(guān)管理人員可以通過電腦或手機端，在線查看光伏電站的監(jiān)控數(shù)據(jù)。
本實用新型設計的光伏陣列的監(jiān)測系統(tǒng)使用時，各光伏電站中的多個光伏陣列的各物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點上的傳感器采集本光伏陣列的運行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)。經(jīng)現(xiàn)場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前接收的各光伏陣列的狀態(tài)數(shù)據(jù)采用循環(huán)存儲的方式存入本地數(shù)據(jù)庫中，同時把狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)送至運維平臺的采集認證服務器。
大數(shù)據(jù)分析平臺采用多隱層神經(jīng)網(wǎng)絡，輸入各光伏陣列的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)進行神經(jīng)網(wǎng)絡訓練，得到在相同光照強度下的異常值檢測方法，利用訓練后的多隱層神經(jīng)網(wǎng)絡對當前運行數(shù)據(jù)電流、電壓和功率值進行異常值檢測，實現(xiàn)對光伏陣列故障的診斷和精確定位。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種光伏電站的監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)點為：1、同時管理N個光伏電站，對N個光伏電站中的各光伏陣列進行監(jiān)控，無需人工巡視，通過對實時接收的電流、電壓和功率數(shù)據(jù)的異常值監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)異常點并對光伏陣列的故障精確定位，以及時處理光伏陣列中出現(xiàn)的硬件問題，保證每個光伏陣列都能正常運行；2、歷史數(shù)據(jù)存儲中心永久存儲歷史數(shù)據(jù)，故為神經(jīng)網(wǎng)絡獲得海量的訓練數(shù)據(jù)，解決了模型過擬合、泛化能力差的問題；3、采集認證服務器經(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)并對信息認證，再將數(shù)據(jù)傳送到大數(shù)據(jù)分析平臺，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)測系統(tǒng)實施例結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
圖1所示為本光伏電站的監(jiān)測系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中虛線連接線表示互聯(lián)網(wǎng)連接，粗實線連接線表示以太網(wǎng)連接，細實線連接線表示CAN總線連接。一套運維平臺和管理4個光伏電站，N為1,2,3,4。光伏電站1由包括21個光伏陣列，編號為1-1～1-21，其中每個光伏陣列由36片光伏模塊串并聯(lián)組成。光伏電站2包括25個光伏陣列，編號為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個光伏陣列組成，編號為3-1～3-28，其中每個光伏陣列由60片光伏模塊串并聯(lián)組成。光伏電站4包括26個光伏陣列，編號為4-1～4-26，其中每個光伏陣列由72片光伏模塊串并聯(lián)組成。
每個光伏陣列作為一個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，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個光伏陣列對應傳感器S1-1～S1-21，光伏電站2的25個光伏陣列對應傳感器S2-1～S2-25，光伏電站3的28個光伏陣列對應傳感器S3-1～S3-28，光伏電站4的26個光伏陣列對應傳感器S4-1～S4-26；所述狀態(tài)數(shù)據(jù)為運行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，運行數(shù)據(jù)包括電流，電壓和功率，所述氣象數(shù)據(jù)包括光照強度、溫度。
每個光伏電站現(xiàn)場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)場總線連接本光伏電站分布在現(xiàn)場的各個物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的傳感器，信息采集終端采集本光伏電站各光伏陣列的各個傳感器采集的數(shù)據(jù)并存儲于其內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，同時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)場總線為CAN總線。
本例運維平臺包括采集認證服務器、歷史數(shù)據(jù)存儲中心、大數(shù)據(jù)分析平臺和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器。
本例運維平臺配置2臺采集認證服務器，采集認證服務器1經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)連接光伏電站1、2的信息采集終端，采集認證服務器2經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)連接光伏電站3、4的信息采集終端，
2臺采集認證服務器通過以太網(wǎng)進行網(wǎng)絡互連，建立采集認證服務器集群,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理能力。
所述運維平臺的2臺采集認證服務器與歷史數(shù)據(jù)存儲中心、大數(shù)據(jù)分析平臺均經(jīng)以太網(wǎng)互聯(lián)，采集認證服務器將各光伏電站的當前數(shù)據(jù)送入歷史數(shù)據(jù)存儲中心和大數(shù)據(jù)分析平臺，歷史數(shù)據(jù)存儲中心永久存儲各光伏電站的過去和現(xiàn)在的運行數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)分析平臺根據(jù)各光伏電站的歷史數(shù)據(jù)和各光伏電站的當前數(shù)據(jù)計算得到各光伏電站當前運行狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果和異常定位信息。大數(shù)據(jù)分析平臺連接屏幕和輸出設備，可直接觀看監(jiān)測結(jié)果。本運維平臺還配有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器與大數(shù)據(jù)分析平臺相連接，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布服務器經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)的光伏電站管理人員的手機或電腦相聯(lián)，實時發(fā)布大數(shù)據(jù)分析平臺的得到的監(jiān)測結(jié)果。
上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進一步詳細說明的具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。