CN104333325A - 光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法 - Google Patents

光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法，该方法主要通过两个图表来实现，即第一图表和第二图表，其中第一图表展现了各个时间段中发电总量与辐照总量的关系，如果发电总量与辐照总量的关系不正常，则用户可以查看该时间段中各个逆变器的发电情况，即第二图表，第二图表中逆变器的位置关系与现场逆变器阵列的位置关系相一致，另外该图表中各个逆变器阵列上的颜色是不同的，颜色越深，则表示该逆变器发电量越大，且有故障的逆变器的表示阵列为空白。采用本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法，实现了现场结构与监控展示的有机统一，用户可以根据监控的显示信息，找到对应的逆变器发生故障的主要原因。

Description

光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法
技术领域
本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及逆变器，具体是指一种光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法。
背景技术
光伏电站基本结构：电表>逆变器>汇流箱>组串>组件，逆变器主要作用将直流转换成交流，也就是我们正常生活中使用的电，电站的整体的发电情况几乎由它支配，所以在整个光伏结构中，逆变器的安全监控及维护是不可忽视的。
对于逆变器的发电量监控，大多数监控系统采用的是树形结构的展现方式来表示该电站下的逆变器个数，一个逆变器对应一个或者多个光伏方阵，方阵却采用树形结构的方式来展现，显得不太直观。
请参阅图1所示，实际中一个光伏电站的方阵分布结构，该结构与树形结构没有任何关系。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种密切结合光伏方阵本质结构、用户能够更直观看到现场和集控统一、可以如实的看到该光伏电站下的所有逆变器发电量的健康状态以及光伏电站下的某个时间所有逆变器的发电量信息的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法。
为了实现上述目的，本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法具有如下构成：
该光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)监测系统采集不同时间段下各个逆变器的发电量及辐照值；
(2)所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电量及辐照值绘制在横轴为时间，且纵轴为发电总量及辐照总值的第一图表中；
(3)用户根据同一时间段下的发电总量与辐照总值判断逆变器系统是否正常运行；
(4)如果所述的逆变器系统运行正常，则结束并退出；
(5)如果所述的逆变器系统运行不正常，则用户点击第一图表中该逆变器系统运行不正常的时间段；
(6)所述的监测系统根据用户点击的时间段，读取该时间段下具有所有的逆变器的发电量的第二图表；
(7)用户根据该第二图表读取运行不正常的逆变器的信息。
进一步地，所述的步骤(1)与步骤(2)之间还包括以下步骤：
(1.1)所述的监测系统根据采集到的各个逆变器的发电量及辐照值计算得到该逆变器系统中所有逆变器的发电总量及辐照总值。
更进一步地，所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电总量及辐照总值绘制在横轴为时间，且纵轴为发电总量及辐照总值的第一图表中，具体为：
所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电总量及辐照总值绘制横轴为时间且纵轴为发电总量为柱状图，并在该柱状图上以相同的时间横轴为横轴，并以辐照总值为纵轴绘制折线图。
更进一步地，所述的步骤(1.2)与步骤(2)之间还包括以下步骤：
(1.2)所述的监测系统根据采集到的各个逆变器的发电量，绘制二维形式的具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的阵列的第二图表集合。
再进一步地，绘制二维形式的具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的阵列的第二图表集合，具体为：
绘制具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的第二图表集合，且所述的逆变器的发电量越大，该逆变器的表示阵列的颜色越深，有故障的逆变器的表示阵列为空白。
再进一步地，所述的用户根据该第二图表读取运行不正常的逆变器的信息，具体包括以下步骤：
(7.1)所述的用户将鼠标放在有故障的逆变器表示阵列上；
(7.2)所述的监测系统显示该逆变器的信息。
再进一步地，所述的监测系统显示该逆变器的信息，具体为：
所述的检测系统显示该逆变器的位置以及序列号。
采用了该发明中的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法，与现有技术相比，具有以下优点：
(1)如实的体现了光伏电站的逆变器分布，使现场结构和监控的展现方式在分布上达到统一，让用户通过监控可以看到现场逆变器结构分布。
(2)采用二维方式，确定出故障的逆变器的具体位置，让现场人员可以根据监控的显示信息，找到对应的逆变器发生故障的主要原因，进行检修，大大节约了人工成本。
(3)不同的发电数据对应显示不同模块颜色，可以将逆变器的发电效率一览无余，无发电数据的逆变器采用空白方式，让用户知道哪些逆变器的故障级别比较高。
(4)如实的显示逆变器发电量信息，让现场人员可以发现哪些逆变器存在潜在的问题，可以提早进行防护，防止未来时间该逆变器可能会出现的问题。
附图说明
图1为本发明的光伏电站逆变器的方阵图。
图2为本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中第一图表的示意图。
图3为本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中第二图表的示意图。
图4为本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中逆变器信息的显示示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
请参阅图2至图4所示，本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法包括以下步骤：
(1)监测系统采集不同时间段下各个逆变器的发电量及辐照值；
(2)所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电量及辐照值绘制在横轴为时间，且纵轴为发电总量及辐照总值的第一图表中；
(3)用户根据同一时间段下的发电总量与辐照总值判断逆变器系统是否正常运行；
(4)如果所述的逆变器系统运行正常，则结束并退出；
(5)如果所述的逆变器系统运行不正常，则用户点击第一图表中该逆变器系统运行不正常的时间段；
(6)所述的监测系统根据用户点击的时间段，读取该时间段下具有所有的逆变器的发电量的第二图表；
(7)用户根据该第二图表读取运行不正常的逆变器的信息。
本发明中通过某个时间段发电总量来监控在这个时间段下的所有逆变器发电量信息，信息更加详细，树形结构则不能体现，第一图表的绘制过程如下所述：
所述的步骤(1)与步骤(2)之间还包括以下步骤：
(1.1)所述的监测系统根据采集到的各个逆变器的发电量及辐照值计算得到该逆变器系统中所有逆变器的发电总量及辐照总值。
所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电总量及辐照总值绘制在横轴为时间，且纵轴为发电总量及辐照总值的第一图表中，具体为：
所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电总量及辐照总值绘制横轴为时间且纵轴为发电总量为柱状图，并在该柱状图上以相同的时间横轴为横轴，并以辐照总值为纵轴绘制折线图。
请参阅图2所示，为本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中第一图表的示意图，其中，光伏电站的发电总量和辐照总值是息息相关的，在监控系统中，可以监控到电站在某一天某个时间段下的发电量总量信息，每个柱状图表示该时间下的发电总量，也就是所有逆变器发电量的总和，折线表示该时间下的辐照值。在该第一图表中，黑色边框区域(时间为12：00附近)的发电量是有问题的，一般情况下辐照总值和发电总量是成正比的，但在边框区域下辐照总值很高，但发电总量却很低，说明该时间段下光伏电站的逆变器出现故障了，影响了正常发电。
既然逆变器产生了故障，必须要知道是哪个光伏区下的逆变器产生的故障，这样才能去维护它，预防下一次故障的产生，影响整个电站的发电效率，而现有的监控系统，对这个没有一个合理展现的。
本发明的基本思路是：在那个时间段中发电量不正常了，就要立即排查该时间段中所出现的问题，例如，图2中边框区域出现了问题，则用户点击边框区域的柱状图来找出问题，这样需要设置第一图表与第二图表的关联，该设置方式与现有技术中超级链接的方式相似，在此不再赘述。第二图表的绘制过程如下所述：
所述的步骤(1.2)与步骤(2)之间还包括以下步骤：
(1.2)所述的监测系统根据采集到的各个逆变器的发电量，绘制二维形式的具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的阵列的第二图表集合。
绘制二维形式的具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的阵列的第二图表集合，具体为：
绘制具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的第二图表集合，且所述的逆变器的发电量越大，该逆变器的表示阵列的颜色越深，有故障的逆变器的表示阵列为空白(即图2中边框为黑色的空白区域)。
请参阅图3所示，为本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中第二图表的示意图，其中，边框区域没有任何发电量数据，说明有故障，而颜色越深的区域的数字和其他逆变器比较，发电量的数据是客观的，说明发电量非常良好。从整体色块显示来看，每块的显示颜色深浅不一样的，这也是本发明的一个突出点，这些颜色值是随机变化的，而不是固定的，在这个时间点下颜色比较深一点，而在其它时间点下就有可能比较淡，这里主要取决于整个方阵发电的最大值和最小值。越接近最大值，颜色越深，说明发电量越好，相反，越接近最小值，颜色越浅，说明发电量不良好。
此外，本发明光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中还可以查看故障的逆变器的信息，请参阅图4所示，为本发明的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法中逆变器信息的显示示意图。
所述的用户根据该第二图表读取运行不正常的逆变器的信息，具体包括以下步骤：
(7.1)所述的用户将鼠标放在有故障的逆变器表示阵列上；
(7.2)所述的监测系统显示该逆变器的信息。
所述的监测系统显示该逆变器的信息，具体为：
所述的检测系统显示该逆变器的位置以及序列号。
其中，由于本发明采用的是二维方式，所以每个方阵的位置也是可知的，当鼠标放在每个方阵上时，会看到它的二维坐标以及Serial Number，表示它在光伏电站结构中的位置。SerialNumber是该方阵下逆变器的标识。
这样对于那些发电量不良好的方阵，可以精确的知道它的位置。
从光伏电站结构的角度出发，这种展现的“热力图”(即第一图表与第二图表)非常符合光伏区的结构分布，且“热力图”(即第一图表与第二图表)的展现方式比传统的树形结构更直观，更能体现出电站现场的结构，这些是树形结构所不能体现的。采用二维方式，表示出故障的逆变器的具体位置，现场人员可以根据这个显示的数据，去检查这些逆变器产生故障的原因，而不需要对每个逆变器进行逐个排查，即节省时间又使故障的检测准确性得到提高。同属采用不同颜色来区分逆变器的故障级别，现有的树形结构都是统一颜色，并不能体现出故障级别
采用了该发明中的光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法，与现有技术相比，具有以下优点：
(1)如实的体现了光伏电站的逆变器分布，使现场结构和监控的展现方式在分布上达到统一，让用户通过监控可以看到现场逆变器结构分布。
(2)采用二维方式，确定出故障的逆变器的具体位置，让现场人员可以根据监控的显示信息，找到对应的逆变器发生故障的主要原因，进行检修，大大节约了人工成本。
(3)不同的发电数据对应显示不同模块颜色，可以将逆变器的发电效率一览无余，无发电数据的逆变器采用空白方式，让用户知道哪些逆变器的故障级别比较高。
(4)如实的显示逆变器发电量信息，让现场人员可以发现哪些逆变器存在潜在的问题，可以提早进行防护，防止未来时间该逆变器可能会出现的问题。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (7)

1.一种光伏电站逆变器系统运行状态监测的可视化方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)监测系统采集不同时间段下各个逆变器的发电量及辐照值；
(2)所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电量及辐照值绘制在横轴为时间，且纵轴为发电总量及辐照总值的第一图表中；
(3)用户根据同一时间段下的发电总量与辐照总值判断逆变器系统是否正常运行；
(4)如果所述的逆变器系统运行正常，则结束并退出；
(5)如果所述的逆变器系统运行不正常，则用户点击第一图表中该逆变器系统运行不正常的时间段；
(6)所述的监测系统根据用户点击的时间段，读取该时间段下具有所有的逆变器的发电量的第二图表；
(7)用户根据该第二图表读取运行不正常的逆变器的信息。
2.根据权利要求1所述的光伏电站逆变器运行状态监测的可视化方法，其特征在于，所述的步骤(1)与步骤(2)之间还包括以下步骤：
(1.1)所述的监测系统根据采集到的各个逆变器的发电量及辐照值计算得到该逆变器系统中所有逆变器的发电总量及辐照总值。
3.根据权利要求2所述的光伏电站逆变器运行状态监测的可视化方法，其特征在于，所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电总量及辐照总值绘制在横轴为时间，且纵轴为发电总量及辐照总值的第一图表中，具体为：
所述的监测系统将采集到的不同时间段下所有逆变器的发电总量及辐照总值绘制横轴为时间且纵轴为发电总量为柱状图，并在该柱状图上以相同的时间横轴为横轴，并以辐照总值为纵轴绘制折线图。
4.根据权利要求2所述的光伏电站逆变器运行状态监测的可视化方法，其特征在于，所述的步骤(1.2)与步骤(2)之间还包括以下步骤：
(1.2)所述的监测系统根据采集到的各个逆变器的发电量，绘制二维形式的具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的阵列的第二图表集合。
5.根据权利要求4所述的光伏电站逆变器运行状态监测的可视化方法，其特征在于，绘制二维形式的具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的阵列的第二图表集合，具体为：
绘制具有所有逆变器在相同时间段中的发电量的第二图表集合，且所述的逆变器的发电量越大，该逆变器的表示阵列的颜色越深，有故障的逆变器的表示阵列为空白。
6.根据权利要求5所述的光伏电站逆变器运行状态监测的可视化方法，其特征在于，所述的用户根据该第二图表读取运行不正常的逆变器的信息，具体包括以下步骤：
(7.1)所述的用户将鼠标放在有故障的逆变器表示阵列上；
(7.2)所述的监测系统显示该逆变器的信息。
7.根据权利要求6所述的光伏电站逆变器运行状态监测的可视化方法，其特征在于，所述的监测系统显示该逆变器的信息，具体为：
所述的检测系统显示该逆变器的位置以及序列号。
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