CN103279095B - 光伏电站监控运维服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光伏电站监控运维服务系统，包括用于采集光伏电站各组成设备的工作参数的下位机；用于接收下位机传输的信息，并根据与设备对应的通讯协议对信息进行解析处理的上位机；用于将上位机解析后的数据进行储存的存储模块；用于读取存储模块内存储的信息，并展示光伏电站各组成设备工作参数、以及向电站发出指令的监控模块，和现有技术相比，上述监控运维系统对电站各组成设备实施监控，并对监控参数进行分析处理，实现对电站各组成设备的监控和运维，提高电站工作效率。

Description

光伏电站监控运维服务系统

技术领域

本发明属于电站工作状态监测控制领域，具体来说是一种光伏电站监控运维服务系统。

背景技术

太阳能光伏电站是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射能直接转化为电能的新型发电系统。相对于传统的发电系统，太阳能光伏电站更高的发电效率、更好的节能效果和更优良的环保性能。太阳能光伏电站系统主要包括太阳能电池板阵列、汇流箱、低压直流柜、并网逆变器、交流低压柜、升压变压器等组成设备，直接实现并网发电。

为了实现太阳能光伏电站的正常运行和维护，现有技术采用一种监控系统对电站的组成设备进行数据采集分析，确定设备工作状态。中国专利文献中，公开号CN102902245、名称为一种光伏电站智能监控系统的发明专利申请文件公开一种方案，包括环境监测仪、数据采集器、存储天气预报的存储设备、控制模块以及中央处理模块。该现有技术实现对太阳能光伏电站的智能控制，并根据未来日天气情况分析未来日发电量。但是不能对光伏电站各组成设备实施一体化监控，除此之外还存在如下不足：

1.鉴于现有技术中不同电站对应的通讯协议不同，上述光伏电站智能监控系统的兼容性不好，即无法满足两个或多个不同电站的监测控制需求。

2.在采集光伏电站各组成设备工作状态数据过程中，上述光伏电站监控系统的数据采集器会产生一些无效信息数据，对于系统的分析和处理造成影响，导致监控不够及时、准确。

3.电站内设备安装复杂，在出现故障后，上述方案无法对故障设备进行定位，给设备维修带来麻烦。

4.上述方案未公开监控系统具备报警模块，在电站出现故障时不能及时发现，造成电站不能正常运行。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种光伏电站监控运维服务系统，达到可以对光伏电站一体化监控的目的，节约控制成本、简化操作过程。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种光伏电站监控运维服务系统，包括

用于采集光伏电站各组成设备的工作参数的下位机；

用于接收下位机传输的信息，并根据与光伏电站各组成设备对应的通讯协议对信息进行解析处理的上位机，上位机中设置通讯协议库；

用于将上位机解析后的数据进行储存的存储模块；

用于读取存储模块内存储的信息，并展示光伏电站各组成设备工作参数、以及向电站发出指令的监控模块。

和现有技术相比，上述监控运维系统对电站各组成设备实施监控，并对监控参数进行分析处理，实现对电站各组成设备的监控和运维，提高电站工作效率。

基于上述方案，本发明还做了如下改进：

所述监控模块包括对电站组成设备工作参数进行实时监控的实时监控模块和历史参数监控的历史监控模块；

还包括与监控模块通讯、用于电站正常运行和维护的运维模块，运维模块包括自定义阈值报警模块、维护电站组成设备的工单处理模块和向监控模块传输巡检数据的巡检模块；

所述上位机包括两种以上通讯协议；

所述上位机中还包括用于过滤掉无效数据的数据校验模块；

所述监控模块和可视模块连接；

还包括与监控模块连接、并将电站组成设备的位置显示在可视模块上的二维模拟模块；

所述下位机通过RS485、RS232有线方式或GRRS无线通讯方式与上位机通信；

所述下位机通过RS485、RS232有线方式或GRRS无线通讯方式与电站组成设备通信；

所述监控模块还包括根据预设指令对存储模块中数据进行对比分析、确定电站组成设备是否正常的故障分析模块；

所述巡检模块包括置于巡检点的二维码，以及用于扫描二维码填写巡检数据、并将数据发送给监控模块的手持端。

经过改进，本发明进一步产生如下效果：

1.针对下位机产生无效机器编码的问题，改进方案在上位机上设置数据校验模块，数据校验模块可以对下位机产生的无效机器编码进行过滤排除，保证上位机将有效的机器编码转化为可识别数据存储到存储模块内，提高了监测信息的准确性。

2.监控模块获得信息后，可以通过语音、视频等多种方式展示，本发明采用可视模块，比如LED显示器等，更加直观、友好。

3.本发明还采用了二维模拟模块，通过编程技术模拟电站各组成设备对应位置及连接关系，并在可视模块上进行展示，当设备发生故障时，可以准确、高效进行定位，便于维护。

4.下位机与上位机之间，以及下位机与电站组成设备之间采用RS485、RS232有线方式或GRRS无线通讯方式，优化通讯效果，提高监控质量。

5.本发明在监控模块内设置了故障分析模块，该故障分析模块可以将特定设备不同时间段内的工作参数、以及发电量和辐照量分别进行对比分析，识别其变化是否异常，最终确定电站是否工作正常。

附图说明

图1是本发明的连接控制关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。

图1是本发明的连接控制关系框图，整体上示出了本发明的逻辑控制关系。具体是，本发明包括下位机，该下位机是一个数据采集仪，下位机与光伏电站的各组成设备连接，用于采集设备的工作参数信息(比如：电站设备的电流、电压、发电时间和功率等参数)，并将该信息转化为对应的机器编码，使其满足后续处理的需求。下位机和设备之间可以采用多种连接方式，比如：可以是RS485、RS232有线方式或GRRS无线通讯方式等。具体可以根据下位机和设备的布置关系、以及具体通讯协议确定。

下位机需要跟上位机连接，将产生的机器编码发送给上位机，上位机是一个翻译模块，用于将下位机发送的机器编码进行转化，使得后续程序可以识别。上位机为了完成上述信息转化，需要有对应的通讯协议来实现。由于光伏电站设备具有特定的通讯协议，这样如果在本发明中包括一种单一的通讯协议，无疑使本发明不具有通用性。基于此，本发明在上位机内设置了两种通讯协议，当然也可以是两种以上，比如：三种或五种通讯协议。这样多个通讯协议形成协议库，满足相应光伏电站设备的需求，提高了本发明的通用性能。另外，在将电站设备工作状态转化成机器编码的时候，由于下位机会产生一些无效乱码，如果不将这些乱码过滤掉，会影响后续对数据的识别，上位机内部设有数据校验模块，该数据校验模块采用现有的过滤技术将乱码进行过滤。这样就有效避免了无效信息的转化，为后续准确识别信息创造了条件。

上位机将机器编码处理、转化为可识别的信息后，便储存于存储模块中，存储模块和监控模块连接通信，监控模块根据需要读取存储模块中的信息，并将该信息进行处理，通过语音或图像模式进行展示。

本实施例中可以采用可视模块，比如：LED显示器等，达到直观清楚的显示设备工作状态的效果。因从各设备中提取的数据，如直接展现给用户查看，那么面向的用户群体，只能是电站专业人员，为了使电站非专业人员，也能够通过系统了解电站运行状态并对电站目前状态做出分析，特提供图表展示及运行一览表格。图表包括(1)当天辐照和发电功率进行比较(2)模拟发电量和实际发电量对照关系图表(3)自定义时间范围内发电量的比较，历史变化曲线(4)效能比与发电量比较(5)效能比与协议效能比比较(6)同一类型不同设备之间的发电量、电流、电压等数据比较图表。表格包括(1)电站各设备运行一览表格(2)各设备实时数据、历史数据、详细数据一览表格。(3)发电量、辐照量统计表格。

本实施例中，监控模块对电站各组成设备的电流、电压、温度和供电时间等参数进行监控，其中包括实时监控模块，用于对设备的工作参数进行实时监控；还包括历史监控模块，用于对各设备的历史工作参数进行监控，根据检测的参数对电站运营状况进行分析，比如：当天的辐照量和上周某天的辐照量对比，这两天的辐照量是一致的，但是两天的发电量却相差比较大，这时就说明电站的某设备不能正常工作，经过分析，可能是电池板需要清洗或者其他原因。

本实施例中，还包括一个跟监控模块通信的运维模块，该模块主要是完成对电站各组成设备的正常运行进行维护，包括自定义阈值报警模块、工单处理模块和巡检模块。

自定义阈值报警模块可以根据电站各组成设备的正常工作阈值，考虑环境因素影响，分别进行自定义设置。针对于不同厂家、不同类型及不同规格的设备，他们所对应的电流、电压临界值不同，需根据前期基础数据的录入，对不同厂家、不同类型及不同规格的设备进行单独设置阈值。比如直流柜有多路电流，需检测如果某一路电流为0时或某一路电流值过低，小于其他路电流平均值的x％时或者某一路电压为0时，均引发阈值报警。并对报警条件进行设置，报警时需避开天气情况，比如阴天时，电流为0正常及夜间情况，晚上电流为0也为正常。达到多情况、多设备，多时段，多气象条件等因素综合分析。同时提供高、中、低三种报警级别，并在系统中通过不同的颜色表示。独立的window服务，实时的将各设备数据与阈值临界值进行比较，在达到阈值临界值时，根据阈值设置的等级，及阈值设置的提醒方式(邮件、短信或系统通知)，自动的提醒用户处理该异常信息。

工单处理模块根据系统检测到电站各组成设备的故障状况自动形成工单，并将工单通过邮件、短信或手持端(如手机)等多种方式自动通知相关人员，以便处理该故障工单。巡检模块包括置于巡检点的二维码，以及用于扫描二维码填写巡检数据、并将数据发送给监控模块的手持端。

巡检模块包括置于巡检点的二维码，以及用于扫描二维码填写巡检数据、并将数据发送给监控模块的手持端。系统可根据现场的巡检点，设置多条巡检路线，巡检计划，对每个巡检路线、计划可分别设置，每天巡检的次数，开始时间，每圈用时，每圈最短用时等参数。系统可自动识别漏巡，迟到，短时和超时等纪录并用不同颜色进行标识。可按日期，时间段，路线，巡检人员多种条件进行单独或组合查询，查询包括正常记录，漏点记录，不准时记录等分类报表。可自动生成统计分析报表，提供正常巡检率，漏点率，迟到率等管理数据。提供原始巡查记录查询，确保记录准确无误，所有记录提供打印输出功能。

本实施例中，为了进一步实现对电站故障设备进行准确快速定位，还提供了一个二维模拟模块，该模块采用现有的编程技术可以模拟电站设备的位置和链接关系，并将其通过可视模块进行展示。当具体某一设备发生故障时，可视模块能够对应的显示该故障设备的位置，维修人员可以迅速准确定位，提高维修效率和电站整体安全性。

本发明的工作方式是：下位机采集光伏电站各组成设备的工作状态，将其转化为机器编码，并传输给上位机；上位机对接收的机器编码进行识别，并选择对应的通讯协议将机器编码翻译为可读机器语言，存入存储模块；监控模块调取存储模块的储存数据，将存储数据对应的光伏电站组成设备工作状态通过可视模块进行展示，故障分析模块对电站工作状态对比分析实现实时监控。自定义阈值报警模块根据接收到的信息，监控电站各设备正常工作。

Claims (10)

1.一种光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：包括

用于采集光伏电站各组成设备的工作参数的下位机；

用于接收下位机传输的信息，并根据与光伏电站各组成设备对应的通讯协议对信息进行解析处理的上位机，上位机中设置通讯协议库；

用于将上位机解析后的数据进行储存的存储模块；

用于读取存储模块内存储的信息，并展示光伏电站各组成设备工作参数、以及向电站发出指令的监控模块。

2.根据权利要求1所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述监控模块包括对电站组成设备工作参数进行实时监控的实时监控模块和对电站组成设备历史参数监控的历史监控模块。

3.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：还包括与监控模块通信、用于电站正常运行和维护的运维模块，运维模块包括自定义阈值报警模块、维护电站组成设备的工单处理模块和向监控模块传输巡检数据的巡检模块。

4.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述上位机包括两种以上通讯协议。

5.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述上位机中还包括用于过滤掉无效数据的数据校验模块。

6.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述监控模块和可视模块连接。

7.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：还包括与监控模块连接、并将电站组成设备的位置显示在可视模块上的二维模拟模块。

8.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述下位机通过RS485、RS232有线方式或GRRS无线通讯方式与上位机通信。

9.根据权利要求1或2所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述下位机通过RS485、RS232有线方式或GRRS无线通讯方式与电站组成设备通信。

10.根据权利要求3所述光伏电站监控运维服务系统，其特征在于：所述巡检模块包括置于巡检点的二维码，以及用于扫描二维码填写巡检数据、并将数据发送给监控模块的手持端。