CN104320075B - 光伏电站故障分析与诊断系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供光伏电站故障分析与诊断系统，该系统包括：监测数据模块、逻辑系统模块、故障系统模块、运营养护模块、基础数据模块和服务模块。本发明的核心是对运用异步缓存处理技术搜集来的设备端数据，按照预先设定的函数关系进行逻辑运算，当发现异常数据时，启动故障模板体系和SPC分析评定体系生成一次故障分析报告。本发明实现了对光伏电站的故障监测和分析，有助于工作人员及时排除故障，减少损失。
Description
技术领域
本发明关于新能源电站监测技术领域，具体来讲是光伏电站故障分析与诊断系统。
背景技术
太阳能资源具有间歇性、周期性、波动性等特点，而影响太阳能发电的因素众多，因此对光伏电站发生的故障进行监测分析，有助于电站运行维护人员实时了解光伏电站的运行状况，及时采取措施排除故障，减少不必要的损失。
现有技术中，在对光伏电站的故障进行检测时，一般只能搜集光伏电站的设备端数据，不能实现对数据的多维度技术分析，更加无法实现故障监测和分析，造成光伏电站故障分析精度差。
发明内容
针对现有技术只能搜集光伏电站的设备端数据，无法有效实现对光伏电站故障监测和分析，造成光伏电站故障分析精度差等问题，本发明的目的在于提供一种能够持续支持CGC协议、CGC协议的升级版、104规约、62850规约以及Mod bus的数据监测体系，独有的数据逻辑运算系统及运用SPC分析评定体系的故障分析系统。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
光伏电站故障分析与诊断系统，该系统包含：
监测数据模块，所述监测数据模块实时采集光伏电站设备端的运行参数数据，并对其进行分析；
逻辑系统模块，所述逻辑系统模块对经监测数据模块采集且分析的数据进行逻辑运算，得到故障分析的基础数据；
故障系统模块，所述故障系统模块根据逻辑系统模块生成的基础数据进行故障分析，并生成故障分析报告；
运营养护模块，所述运营养护模块根据故障系统模块生成的故障分析报告进行针对性的维护管理。
在优选方案中，所述监测数据模块通过异步缓存处理技术配以容错设计，长时稳定地接收设备端的运行参数，并对搜集到的数据进行二维的、三维的相关性分析以及原始数据的过滤操作。
进一步的，所述故障系统模块通过设置故障模板体系和SPC分析评定体系来生成故障分析报告。
再进一步的，所述故障模板体系采用倒推的方式，由故障本身出发，定义符合该故障发生的条件，形成故障模板，再自动化的定期执行，将符合故障模板的分析结果形成报告。
再进一步的，所述SPC分析评定体系在发现异常数据时才会启动：当发现异常数据时，系统初步判断其为故障设备，并通过对当前设备的历史故障情况统计、上游设备故障情况分析、以及设备维护情况的统计来综合评定设备故障原因，产生设备故障分析报告，从而生成一次的SPC故障分析报告。
进一步的，所述运营养护模块进行针对性的维护管理时，对设备的维护填写记录，包括维修时间、实际故障原因、维修情况等信息，完成后由相关专人对维护结果进行审核，评定维护记录，进入设备故障维护历史档案，可供以后的分析提供更多的分析参考数据。
进一步的，所述分析与诊断系统还包括数据同步服务模块，用于同步其它电站管理系统中的数据。
进一步的，所述分析与诊断系统还包括逻辑组服务模块，该逻辑组服务模块与逻辑系统模块相配合，支撑逻辑系统模块的逻辑运算。
进一步的，所述分析与诊断系统还包括一基础数据模块，该基础数据模块提供整个系统的基础性数据，其分别与系统中的监测数据模块、逻辑系统模块、故障系统模块、运营养护模块、数据同步服务模块以及逻辑组服务模块数据相接，提供其运行所需的基础性数据。
通过上述方案形成的光伏电站故障分析与诊断系统，可以对光伏电站运营过程中产生的故障作出及时准确地监测和分析，并提供排除故障的参考，相比之下，本发明提供的方案提高了监测的及时性、准确性，具有很高的实用价值。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明提供的光伏电站故障分析与诊断系统的系统框图；
图2为本发明针对“积尘”故障分析实例的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，其所示为本发明提供的光伏电站故障分析与诊断系统的系统框图。由图可知，该光伏电站故障分析与诊断系统100主要包括：监测数据模块101、逻辑系统模块102、故障系统模块103、运营养护模块104、数据同步服务模块105、逻辑组服务模块106以及基础数据模块107。
监测数据模块101，其主要用于数据的采集和分析。该模块通过异步缓存处理技术配以容错设计，长时稳定地接收设备端的运行参数，并对搜集到的数据进行二维的、三维的相关性分析以及原始数据的过滤操作。
在具体实现时，监测数据模块101使用seoc系统获取的数据，再通过同步程序，对数据进行规整，满足分析系统需要的数据结构，按照电站、结构、设备、通道的方式来存储数据，并且对数据进行压缩处理，保证存取的速度以及存储空间节约。
逻辑系统模块102，其用于定义逻辑运算公式。该逻辑系统模块102与监测数据模块101数据相接，通过预先设定好的函数关系，对监测数据模块101采集和分析后的数据进行逻辑运算，目的是得到下一步故障分析的基础数据。
具体的，逻辑系统模块102根据设备监测的原始数据，通过各种计算方法计算得到属于设备、结构、电站的有意义的中间数据，另外还可以计算不同设备之间参数参与计算的数据，为整个分析系统提供数据支持。
故障系统模块103，用于生成故障分析报告。该模块与逻辑系统模块102数据相接，根据逻辑系统模块102生成的基础数据进行故障分析，并生成故障分析报告。
具体的，故障系统模块103通过设置故障模板体系和SPC分析评定体系来生成故障分析报告。
其中，故障模板体系采用倒推的方式，由故障本身出发，定义符合该故障发生的条件，形成故障模板，再自动化的定期执行，将符合故障模板的分析结果形成报告。
SPC分析评定体系在发现异常数据时才会启动：当发现异常数据时，系统初步判断其为故障设备，并通过对当前设备的历史故障情况统计、上游设备故障情况分析、以及设备维护情况的统计来综合评定设备故障原因，产生设备故障分析报告，从而生成一次的SPC故障分析报告。
运营养护模块104，用于故障的维护管理。该模块与故障系统模块103数据相接，根据故障系统模块103生成的故障分析报告进行针对性的维护管理。
具体实现时，运营养护模块104首先对报警的数据进行分析，确定是否属于误报，若不是误报，就进入养护流程，指派相关人员对设备进行维护，并对维护结果进行评定，实现设备维护工作。整个过程中对设备的维护填写记录，包括维修时间、实际故障原因、维修情况等信息，完成后由相关专人对维护结果进行审核，评定维护记录，进入设备故障维护历史档案，可供以后的分析提供更多的分析参考数据。
数据同步服务模块105，其用于同步其它光伏电站管理系统(如电站运行与管理系统)中的数据。
逻辑组服务模块106，针对系统中的逻辑配置进行运算。具体的，该逻辑组服务模块106与逻辑系统模块相配合，根据逻辑系统模块中逻辑系统模块102的逻辑配置进行运算，有效支撑逻辑系统模块的逻辑运算。
独立建立这个服务，能够在逻辑运算量巨大时，通过独立的服务来支撑。
基础数据模块107，其为整个系统的运行提供的基础性数据。该基础数据模块107分别与系统中的监测数据模块、逻辑系统模块、故障系统模块、运营养护模块、数据同步服务模块以及逻辑组服务模块数据相接，提供其运行所需的基础性数据。
基础数据模块107针对系统中的各个模块，具体提供的基础性数据包括人员的维护、权限的维护、算法定义、编码规则、设备类别、结构类别等。此外，还担负着系统目前的两个服务的控制：监测数据同步服务、逻辑数据运算服务。
根据上述方案形成的光伏电站故障分析与诊断系统，采用故障模板体系和数据分布式处理技术，其中数据分布式处理是通过建立二维模型，实时搜集现场数据和远程搜集历史数据来为故障诊断提供素材，以保证后续故障分析的精确性。
其在运行时，首先对运用异步缓存处理技术搜集来的设备端数据，按照预先设定的函数关系进行逻辑运算；当发现异常数据时，启动故障模板体系和SPC分析评定体系生成一次故障分析报告；最后，根据该故障分析报告进行针对性的维护管理。由此实现了对光伏电站的故障监测和分析，有助于工作人员及时排除故障，减少损失。
以下“积尘”故障分析为例，来进一步说明本方案。
参见图2，本系统使用标准板转化率与电站转化率的二维线性相关性数值k来判断是否积尘。K值是一个限值，在限值范围内，则认为光伏电站未发生积尘，超过限值范围，则推断光伏电站发生积尘，系统会生成积尘故障分析报告。
为此，在具体时，在标准板系统内安装环境测出关照值，在标准板系统内安装电表，同理在整个电站内，也测出光照值和安装电表。
本系统中的监测数据模块首先根据标准板系统内安装环境测出的关照值，测算标准板接收的光能量值q1，根据标准板系统内安装电表测算标准板的电量值q2。
再由逻辑系统模块根据标准板接收的光能量值q1和标准板的电量值q2之间的二维线性，确定两者二维线性相关性值，即得到标准板的转化率k1。
同时，监测数据模还根据整个电站内安装环境测出的关照值测算电站接收的光能量值q3，根据整个电站内安装的电表，测算出电站的发电量值q4。
逻辑系统模块再根据电站接收的光能量值q3和电站的发电量值q4二者之间的二维线性，确定两者二维线性相关性值，即得到电站的转化率k2。
最后，系统中的故障系统模块根据标准板转化率k1与电站转化率k2两者之间的二维线性，确定两者之间的二维线性相关性值k，并由此值来判断是否积尘，且最终生成故障(即积尘)分析报告。
若存在积尘，运营养护模块则根据故障系统模块生成的积尘分析报告对光伏发电站进行对性的维护管理。
本实例中运用最小二乘法和线性拟合方法得出的二维线性数据最大程度地保证了k值的准确性。也为系统推断是否发生积尘故障奠定了数据基础，保障故障分析的准确性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述系统包含：
监测数据模块，所述监测数据模块实时采集光伏电站设备端的运行参数数据，并对其进行分析；所述监测数据模块通过异步缓存处理技术配以容错设计，长时稳定地接收设备端的运行参数，并对搜集到的数据进行二维的、三维的相关性分析以及原始数据的过滤操作；
逻辑系统模块，所述逻辑系统模块对经监测数据模块采集且分析的数据进行逻辑运算，得到故障分析的基础数据；
故障系统模块，所述故障系统模块根据逻辑系统模块生成的基础数据进行故障分析，并生成故障分析报告；
运营养护模块，所述运营养护模块根据故障系统模块生成的故障分析报告进行针对性的维护管理。
2.根据权利要求1所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述故障系统模块通过设置故障模板体系和SPC分析评定体系来生成故障分析报告。
3.根据权利要求2所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述故障模板体系采用倒推的方式，由故障本身出发，定义符合该故障发生的条件，形成故障模板，再自动化的定期执行，将符合故障模板的分析结果形成报告。
4.根据权利要求2所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述SPC分析评定体系在发现异常数据时才会启动：当发现异常数据时，系统初步判断其为故障设备，并通过对当前设备的历史故障情况统计、上游设备故障情况分析、以及设备维护情况的统计来综合评定设备故障原因，产生设备故障分析报告，从而生成一次的SPC故障分析报告。
5.根据权利要求1所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述运营养护模块进行针对性的维护管理时，对设备的维护填写记录，包括维修时间、实际故障原因、维修情况等信息，完成后由相关专人对维护结果进行审核，评定维护记录，进入设备故障维护历史档案，可供以后的分析提供更多的分析参考数据。
6.根据权利要求1所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述分析与诊断系统还包括数据同步服务模块，用于同步其它电站管理系统中的数据。
7.根据权利要求1所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述分析与诊断系统还包括逻辑组服务模块，该逻辑组服务模块与逻辑系统模块相配合，支撑逻辑系统模块的逻辑运算。
8.根据权利要求1中任一项所述的光伏电站故障分析与诊断系统，其特征在于，所述分析与诊断系统还包括一基础数据模块、数据同步服务模块以及逻辑组服务模块，所述基础数据模块提供整个系统的基础性数据，其分别与系统中的监测数据模块、逻辑系统模块、故障系统模块、运营养护模块、数据同步服务模块以及逻辑组服务模块数据相接，提供其运行所需的基础性数据。
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