CN103812217A - 光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统 - Google Patents

光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统，方法包括如下步骤：采集和分析光伏电站气象数据的步骤；采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的步骤；采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的步骤；将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器的步骤；对各数据进行显示的步骤。本发明旨在实现分布式电站通过集中监控和管理的方法来运维和管理，并对各光伏电站数据作深入分析，解决光伏电站投资缺乏数据统计的难题，同时优化光伏电站运维管理模式。

Description

光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统。
背景技术
光伏电站建设从大规模的并网发电的地面型转向分布式的自发自用型，分布式电站对环境几乎没有影响，同时由于分布式发电是自发自用，对电网的配电系统影响小，且易于控制。
但是分布式电站很分散、规模小，如果分散运维管理，人力成本高，影响投资回收效益，所以就需要一种光伏电站智能集中监控和管理的方法来解决这个难题。现有的智能监控的方法能满足大型地面电站的管理需求，但对于分布式电站的监管则不是很实用，因为后续的运维成本太高；另外现有的监控的方法一般只能对采集的数据作简单的分析显示，如发电量，系统PR，依据历史的辐射数据（过去10年平均）评估未来一段时间的发电情况，误差大。
基于以上原因，本方法的目的旨在解决以上问题，实现分布式光伏电站通过集中监控和管理的方法来运维和管理，并对各光伏电站数据作深入分析，解决光伏电站投资缺乏数据统计的难题，同时优化光伏电站运维管理模式。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种光伏电站智能集中监控和管理的方法。
本发明的目的之二是提供一种光伏电站智能集中监控和管理的系统。
为了实现上述目的之一，本发明提供的技术方案为：提供一种光伏电站智能集中监控和管理的方法，其包括如下步骤：
采集和分析光伏电站气象数据的步骤；
采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的步骤；
采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的步骤；
将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器的步骤；
对各数据进行显示的步骤。
还包括：对光伏电站现场进行安防监控的步骤，该步骤通过摄像头进行监控，包括：
防止野生动物进入的步骤；
包括对光伏电站进行实景查看，及时地处理因突发情况对电站造成的异常处理的步骤；
辅助确定光伏电站的表面灰尘、支架变形导致损坏的情况的步骤。
所述采集和分析光伏电站气象数据的步骤，包括采集环境温度、风速、太阳辐射，并依据这些数据，评估光伏电站的理论输出功率。
所述采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度的步骤中，包括计算出光伏电站的各子模块的理论输出功率；还包括评光伏电站的各子模块的工作性能、工作状态是否正常。
还包括预测未来一段时间的气象数据的步骤，用于预估电站在未来一段时间的发电量，若满足电网调度需求的同时，实现光伏电站的各子模块的轮休和维护。实现电站最大化收益，最少的损耗。
还包括存储各模块数据的步骤。
为了实现上述目的之二，本发明提供的技术方案为：提供一种光伏电站智能集中监控和管理的系统，包括：
采集和分析光伏电站气象数据的模块；
采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的模块；
采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的模块；
将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器的模块；
对各数据进行显示的模块。
还包括对光伏电站现场进行安防监控的模块，该模块通过摄像头进行监控，包括：
防止野生动物进入的模块；
包括对光伏电站进行实景查看，及时地处理因突发情况对电站造成的异常处理的单元；
辅助确定光伏电站的表面灰尘、支架变形导致损坏的情况的单元。
所述采集和分析光伏电站气象数据的模块，用于采集环境温度、风速、太阳辐射，并依据这些数据，评估光伏电站的理论输出功率。
还包括：所述采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度的模块，还包括计算出光伏电站的各子模块的理论输出功率；还包括评光伏电站的各子模块的工作性能、工作状态是否正常。
还包括预测未来一段时间的气象数据的模块，用于预估电站在未来一段时间的发电量，若满足电网调度需求的同时，实现光伏电站的各子模块的轮休和维护。实现电站最大化收益，最少的损耗。
还包括存储各数据的模块。
与现有技术相比，本发明光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统中，具有以下有益效果：
1、能够对光伏电站数据深度分析，显示光伏电站各阶段的发电量，电站PR，经济效益和社会效益；
2、能够对光伏电站组串性能进行评估；
3、能够对光伏电站电站发电模块匹配性进行评估；
4、能够对各地区光伏电站投资经济效益进行分析；
5、能够远程查看光伏电站的基本情况，如组件有无明显的损坏、电站的组件灰尘，杂草，积水等等。
6、具有故障预警分析，告警处理，新告警的学习功能等。
7、可以同时管理多个光伏电站，大大减少光伏电站后续成本。
8、可依据服务器和网络，接受外部人员访问。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1为本发明光伏电站智能集中监控和管理的方法的流程框图。
图2为本发明光伏电站智能集中监控和管理的系统的一个实施例的示意图。
具体实施方式
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1所示，本发明提供的技术方案为：提供一种光伏电站智能集中监控和管理的方法，其包括如下步骤：
S001采集和分析光伏电站气象数据的步骤；
S002采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的步骤；
S003采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的步骤；
S004将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器的步骤；
S005对各数据进行显示的步骤。
S006对光伏电站现场进行安防监控的步骤，该步骤通过摄像头进行监控，包括：
S0061防止野生动物进入的步骤；
S0062包括对光伏电站进行实景查看，及时地处理因突发情况对电站造成的异常处理的步骤；
S0063辅助确定光伏电站的表面灰尘、支架变形导致损坏的情况的步骤。
其中，S001所述采集和分析光伏电站气象数据的步骤，包括采集环境温度、风速、太阳辐射，并依据这些数据，评估光伏电站的理论输出功率。
其中，S003所述采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度的步骤中，包括计算出光伏电站的各子模块的理论输出功率；还包括评光伏电站的各子模块的工作性能、工作状态是否正常。
S007还包括预测未来一段时间的气象数据的步骤，用于预估电站在未来一段时间的发电量，若满足电网调度需求的同时，实现光伏电站的各子模块的轮休和维护。实现电站最大化收益，最少的损耗。
S008存储各模块数据的步骤。
如图2所示，本发明提供的技术方案为：提供一种光伏电站智能集中监控和管理的系统，包括：
采集和分析光伏电站气象数据的模块1，其可以是环境检测仪；
采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的模块2，利用传感器能够采集光伏发电站逆变器、断路器、变压器的信号；该模块2是指对断路器、逆变器、变压器的控制信号进行管理，实现远程将故障模块断开连接，在数据可靠的情况下自动智能断开故障模块。
采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的模块3，该模块3中，光伏电站各自模块电压、和电流均可以用传感器进行检测，分别是电压传感器、电流传感器、温度传感器：
温度传感器用于组件温度采集，为组件在不同温度下的功率损失评估提供数据分析依据；
电压传感器用于采集光伏组串电压，为计算组串实时功率参数之一；
电流传感器用于采集光伏组串电流，为计算组串实时功率参数之一；
此外还可以使用电表，电表用于采集光伏电站上网电量、下网电量以及峰、谷、平各时段发电量，为确定总收益，分析电站的总损耗提供数据依据。
将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机9，最终送到监控计算机和服务器的模块4，模块4可以为通讯管理机，是指用于处理各传感器或控制器的数据信号转换为合适的格式，送给网络交换机9。而网络交换机9用于将通讯管理机的数据送到服务器10，服务器10在送到远程监控计算机12，也可以将通讯管理机的数据送到本地监控计算机13。
远程服务器是用于收集存储数据，并安装光伏电站智能集中监控和管理系统，作为光伏电站智能集中监控和管理的方法的载台。
对各数据进行显示的模块5。实际应用中，模块5可以为集成在本地监控计算机或者远程监控计算机上，通过远程服务器和模块5一起可以实现如下功能：
1、光伏电站关键数据存储功能，通过分析软件将各电站的发电量、气象参数、电站电气性能等在软件界面显示；
2、数据报表显示；
3、光伏电站故障分析和显示，故障预告和处理；
4、新故障学习功能；
5、各地区光伏电站投资经济效益对比分析；
6、光伏电站各模块匹配性能评估；
7、各厂家组件、组串性能评估；
8、光伏电站投资效益显示；
9、光伏电站发电能力评估；
10、绿色金融模块；
11、论坛交流版块；
12、远程视频模块；
13、系统接受外部网络访问；
14、系统分权限管理，不同访客依据不同的权限展示相关数据信息；
远程集控计算机为远程服务器的终端，将服务器分析的数据和信息呈现在终端上。还包括：对光伏电站现场进行安防监控的模块6，该模块通过摄像头进行监控，包括：
防止野生动物进入的模块61，该模块61可以通过防护网实现；
包括对光伏电站进行实景查看，及时地处理因突发情况对电站造成的异常处理的单元62，该单元62还包括烟雾传感器、液位传感器，用于防火和积水处理；
辅助确定光伏电站的表面灰尘、支架变形导致损坏的情况的单元63。
所述采集和分析光伏电站气象数据的模块1，用于采集环境温度、风速、太阳辐射，并依据这些数据，评估光伏电站的理论输出功率，即为对光功率进行预测，用于预测未来0.5～72小时的电站发电量的精确预估，优化调度方案，同时通过实际和预测数据比较，对电站可能存在的故障能极早的发现，实现预先处理电站故障，实现收益最大化。
所述采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度的模块3，还包括计算出光伏电站的各子模块的理论输出功率；还包括评光伏电站的各子模块的工作性能、工作状态是否正常。
还包括预测未来一段时间的气象数据的模块7，用于预估电站在未来一段时间的发电量，若满足电网调度需求的同时，实现光伏电站的各子模块的轮休和维护。实现电站最大化收益，最少的损耗，该模块7可以集成在模块1中，即是环境检测1可以包含模块7的功能。
还包括存储各数据的模块8。
如图2所示中，模块5可集成在模块12和模块13内，因为监控计算机本身包括有显示器，而模块8可集成在模块10内，模块10为服务器，服务器具有存储功能。
此外，模块8同样可以集成在模块12和模块13内，通过监控计算机进行联网，本地和远程均可调用，因此可以把模块8集成在模块12和模块13。
结合图1和图2，本发明光伏电站智能集中监控和管理的方法和系统，具有以下有益效果：
1、能够对光伏电站数据深度分析，显示光伏电站各阶段的发电量，电站PR，经济效益和社会效益；
2、能够对光伏电站组串性能进行评估；
3、能够对光伏电站发电模块匹配性进行评估；
4、能够对各地区光伏电站投资经济效益进行分析；
5、能够远程查看光伏电站的基本情况，如组件有无明显的损坏、电站的组件灰尘，杂草，积水等等。
6、具有故障预警分析，告警处理，新告警的学习功能等。
7、可以同时管理多个光伏电站，大大减少光伏电站后续成本。
8、可依据服务器和网络，接受外部人员访问。
以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种光伏电站智能集中监控和管理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
采集和分析光伏电站气象数据的步骤；
采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的步骤；
采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的步骤；
将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器的步骤；
对各数据进行显示的步骤。
2.如权利要求1所述的光伏电站智能集中监控和管理的方法，其特征在于，还包括：对光伏电站现场进行安防监控的步骤，该步骤通过摄像头进行监控，包括：
防止野生动物进入的步骤；
包括对光伏电站进行实景查看，及时地处理因突发情况对电站造成的异常处理的步骤；
辅助确定光伏电站的表面灰尘、支架变形导致损坏的情况的步骤。
3.如权利要求1所述的光伏电站智能集中监控和管理的方法，其特征在于，所述采集和分析光伏电站气象数据的步骤，包括采集环境温度、风速、太阳辐射，并依据这些数据，评估光伏电站的理论输出功率。
4.如权利要求3所述的光伏电站智能集中监控和管理的方法，其特征在于，所述采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度的步骤中，包括计算出光伏电站的各子模块的理论输出功率；还包括评光伏电站的各子模块的工作性能、工作状态是否正常。
5.如权利要求1所述的光伏电站智能集中监控和管理的方法，其特征在于，还包括预测未来一段时间的气象数据的步骤，用于预估电站在未来一段时间的发电量，若满足电网调度需求的同时，实现光伏电站的各子模块的轮休和维护。
6.如权利要求1所述的光伏电站智能集中监控和管理的方法，其特征在于，还包括存储各数据的步骤。
7.一种光伏电站智能集中监控和管理的系统，其特征在于，包括：
采集和分析光伏电站气象数据的模块；
采集光伏电站逆变器、断路器、变压器的信号，同时接受远端控制信号实现对相关模块进行控制的模块；
采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度数据的模块；
将各数据转换成合适的协议通过网络送到网络交换机，最终送到监控计算机和服务器的模块；
对各数据进行显示的模块。
8.如权利要求1所述的光伏电站智能集中监控和管理的系统，其特征在于，还包括：对光伏电站现场进行安防监控的模块，该模块通过摄像头进行监控，包括：
防止野生动物进入的模块；
包括对光伏电站进行实景查看，及时地处理因突发情况对电站造成的异常处理的单元；
辅助确定光伏电站的表面灰尘、支架变形导致损坏的情况的单元。
9.如权利要求1所述的光伏电站智能集中监控和管理的系统，其特征在于，所述采集和分析光伏电站气象数据的模块，用于采集环境温度、风速、太阳辐射，并依据这些数据，评估光伏电站的理论输出功率。
10.如权利要求8所述的光伏电站智能集中监控和管理的系统，其特征在于，所述采集光伏电站的各子模块电压、电流大小和组件温度的模块，还包括计算出光伏电站的各子模块的理论输出功率；还包括评光伏电站的各子模块的工作性能、工作状态是否正常。
11.如权利要求7所述的光伏电站智能集中监控和管理的系统，其特征在于，还包括预测未来一段时间的气象数据的模块，用于预估电站在未来一段时间的发电量，若满足电网调度需求的同时，实现光伏电站的各子模块的轮休和维护。
12.如权利要求7所述的光伏电站智能集中监控和管理的系统，其特征在于，还包括存储各数据的模块。
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