CN104460603B - 一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法，是一种和电池板清洗机器人相配合的清扫光伏电池板的远程智能控制方法，将清扫系统与光伏发电系统相结合，光伏监控系统根据采集到的清扫系统中的统计数据，对光伏发电系统发电量进行冗余分析，实现分时、分模块、分区域的远程控制光伏电池板特定清扫操作的目的。本发明将清扫工作模块化，能够利用光伏监控系统对系统电量进行电力调配，合理的使用光伏电站电能进行光伏电池板的清扫工作，从而实现智能化的远程操作，大大降低了电池板清洗机器人的使用成本，有着显著的经济效益，具有广泛的工程应用价值。

Description

一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法

技术领域

本发明属于新能源控制技术领域，涉及一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法。

背景技术

近年来，随着低碳经济的发展需要，在各国政府的政策指引下，绿色能源产业得到了快速的发展，尤其是随着具有清洁环保、无污染、可再生等优点的光伏发电技术的日渐成熟，光伏发电的应用领域越来越广泛。然而，虽然随着光伏电池板制作技术的发展，其发电效率得到了很大的提高，但是由于光伏电池板都安装在户外，光伏电池板上很容易积累灰尘及脏物，严重影响其发电效率。

为了有效提高光伏电池板的发电效率，国内外的光伏发电企业及各个研究机构相继开展了对光伏电池板清扫工作的研究，目前已有无水清扫、电化学清扫、电池板清洗车、电池板清洗机器人等方法。无水清扫简单，但由于摩擦大，对电池板损害太大；电化学清扫成本太高，不适合大型光伏发电场；电池板清洗车消耗大量人力资源；电池板清洗机器人清扫效果较好但投资较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法，使得光伏发电场中的冗余电量能够得到充分的利用，从而降低成本，提高经济效益。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法，包括如下步骤：

(1)光伏发电监控系统对每个光伏电池板单元清洁系统的数据信息进行采集并统计分析出单个行程所需的电量，加权系数后建立清扫系统电量数据库；

(2)对光伏电站发电量及负荷情况进行冗余分析，建立电量冗余数据库和阶段电量数据库；

(3)根据清扫系统电量数据库、电量冗余数据库及阶段电量数据库建立控制模型，根据电量的冗余多少及负荷用电情况，分时间段对清扫系统进行单次或多次的总体行程控制或单模块行程控制，进行清扫作业。

对光伏电站发电量及负荷情况进行冗余分析是将已经过去的设定的统计时间内的发电情况进行统计，根据设定的预测时间的用电负荷情况计算出系统电量冗余，加权系数后建立电量冗余数据库；根据已经过去的设定的统计时间内的用电量以设定的间隔时间进行统计，建立阶段电量数据库。

所述清洁系统的数据信息包括喷水器位置、喷水器水压、喷水器水量、清洁器位置、清洁器接触压、收集器位置、储水器密封口、储水器水位、密封器位置信息。

设定的统计时间、设定的预测时间均为0～48小时。

设定的间隔时间为两小时。

本发明清扫光伏电池板的远程智能控制方法是一种和电池板清洗机器人相配合的清扫光伏电池板的远程智能控制方法，将清扫系统与光伏发电系统相结合，光伏监控系统根据采集到的清扫系统中的统计数据，对光伏发电系统发电量进行冗余分析，实现分时、分模块、分区域的远程控制光伏电池板特定清扫操作的目的。本发明将清扫工作模块化，能够利用光伏监控系统对系统电量进行电力调配，合理的使用光伏电站冗余电能进行光伏电池板的清扫工作，从而实现智能化的远程操作，大大降低了电池板清洗机器人的使用成本，有着显著的经济效益，具有广泛的工程应用价值。

附图说明

图1是光伏电池板清扫系统的远程智能控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

如图1所示为本发明光伏电池板清扫系统的远程智能控制示意图，由图可知，该方法所使用的装置包括清扫系统和光伏电站监控系统，清扫系统至少包括喷水器、清洁器、收集器、储水器、密封器；光伏电站监控系统包括两部分：监视部分和控制部分。光伏电站监控系统的监视部分至少包括：系统电量监视、喷水器位置监视、喷水器水压监视、喷水器水量监视、清洁器位置监视、清洁器接触压监视、收集器位置监视、储水器密封口监视、储水器水位监视、密封器位置监视。光伏电站监控系统的控制部分至少包括：系统电量冗余分析、喷水器位置控制、喷水器水压控制、喷水器水量控制、清洁器位置控制、清洁器接触压控制、收集器位置控制、储水器密封口控制、储水器水位控制、密封器位置控制。

本发明的清扫光伏电池板的远程智能控制方法，包括如下步骤：

(1)光伏发电监控系统对每个光伏电池板单元清洁系统的数据信息进行采集并统计分析出单个行程所需的电量，加权系数后建立清扫系统电量数据库。

以喷水器、清洁器、收集器、储水器、密封器为数据收集对象，对光伏电池板进行单元划分，光伏监控系统对单个单元的喷水器位置、喷水器水压、喷水器水量、清洁器位置、清洁器接触压、收集器位置、储水器密封口、储水器水位、密封器位置等数据进行采集并统计分析出单个行程所需的电量，加权系数后建立清扫系统电量数据库。

以上清扫系统电量数据库的单个行程所需的电量数据采用的是均值加权系数法，以喷水器位置为例，光伏监控系统采集N次喷水器单次行程的电量(即喷水器从初始位置到最大行程再返回到初始位置期间所消耗的电量)，将N次电量求均值后乘以加权系数K1，得出的结果即为喷水器位置单个行程所需的电量，将结果存入数据库。其中，N取值越大单次行程所需电量统计越精确，加权系数K1的取值是为了保证有富余的电量操控喷水器而设置的裕度系数。其他数据的采集同理。

喷水器水压单次行程的电量是指将喷水器水压由最低允许值调高至最高允许值所需的电量。喷水器水量单次行程的电量是指将喷水器水量由最低允许值调高至最高允许值所需的电量。

清洁器位置单次行程的电量指清洁器从初始位置到最大行程再返回到初始位置期间所消耗的电量。清洁器接触压单次行程的电量是指将清洁器接触压由最低允许值调高至最高允许值所需的电量。

收集器位置的单次行程的电量是指从初始位置到固定行程所消耗的电量。

储水器密封口单次行程的电量是指储水器密封口从打开到关闭过程所消耗的电量。储水器水位单次行程的电量是指储水器水位由最低允许值调高至最高允许值所需的电量。

密封器位置单次行程的电量是指密封器由初始位置到固定行程所消耗的电量。

将所有部件单次行程所需的电量相加后得到的即是清扫系统单次行程总电量，将结果存入数据库。

(2)对光伏电站发电量及负荷情况进行冗余分析，建立电量冗余数据库和阶段电量数据库。

对系统发电量及负荷情况进行冗余分析，将过去0～48小时发电情况进行统计，根据未来0～48小时用电负荷情况计算出系统电量冗余，加权系数后建立电量冗余数据库；根据过去0～48小时用电量以每两小时进行统计，建立阶段电量数据库。

电量冗余数据库是以固定时刻为基准统计过去0～48小时发电情况，并根据用电负荷情况汇总未来0～48小时用电电量，以未来0～48总用电量减去过去0～48小时总发电量，得出的结果乘以加权系数K2后将结果存入冗余数据库，加权系数K2为电量冗余系数，K2越小系统电量的冗余度越大。阶段电量数据库则是以固定时刻后每两小时进行冗余电量计算，计算后的电量数据存入阶段电量数据库。

(3)根据清扫系统电量数据库、电量冗余数据库及阶段电量数据库建立控制模型，控制模型中有总体控制模型及模块控制模型，根据电量的冗余多少及负荷用电情况，分时间段对清扫系统进行单次或多次的总体行程控制或单模块行程控制，进行清扫作业。

模块控制模型是将清扫系统模块化控制，包括喷水器位置控制、喷水器水压控制、喷水器水量控制、清洁器位置控制、清洁器接触压控制、收集器位置控制、储水器密封口控制、储水器水位控制、密封器位置控制几部分。

以喷水器位置控制为例，具体控制方法是：在电量冗余系统库或阶段电量数据库调用冗余电量数据，从清扫系统电量数据库中调用喷水器单次行程的电量数据，如果冗余电量数据大于喷水器单次行程的电量数据，则允许进行喷水器操作行程一次，操作喷水器单次行程控制时需要采集喷水器位置信息，通过驱动装置控制喷水器从初始位置到最大行程再返回到初始位置，这样就完成了对喷水器单次行程的控制。

冗余电量数据是选择使用电量冗余系统库还是阶段电量数据库取决于对操作时间的选择，如果在未来0～48小时内任意时间操作，选取调用电量冗余系统库数据，如果在未来0～48小时内任意两小时内操作，选取调用阶段电量数据库。另外，控制程序中还有逻辑闭锁，当喷水器水压低和水位低时禁止对喷水器进行操作。如果想多次操控同一模块，只需将上述逻辑控制设置为多次循环。其余模块控制模型同理。

总体控制模型是将清扫系统按区域进行总体控制，首先将整个光伏电池板进行区域划分，一个区域为一个总体控制模型，首先采集该区域清扫系统各部件位置信息，确认其都在初始位置(如果有不在初始位置的部件先执行单模块控制)，调用电量冗余数据及清扫系统单次行程总电量数据，如果前者大于后者，则允许进行一个总体控制。一个总体控制过程如下：打开储水器密封口→喷水器行程控制(自动喷水)→清洁器行程控制→关闭储水器密封口。根据冗余电量的多少，程序可以分区域进行一个总体控制，也可以全区域多次进行总体控制。分时总体控制方法同模块控制相同。

以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，如0～48小时发电情况、负荷情况等，这些参数可以人为选定，本发明不局限于所描述的实施方式，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，对本发明进行修改或者等同替换在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，设计出各种变形的模型、参数并不需要花费创造性劳动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种清扫光伏电池板的远程智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)光伏发电监控系统对每个光伏电池板单元清洁系统的数据信息进行采集并统计分析出单个行程所需的电量，加权系数后建立清扫系统电量数据库；

(2)对光伏电站发电量及负荷情况进行冗余分析，建立电量冗余数据库和阶段电量数据库；所述冗余分析是将已经过去的设定的统计时间内的发电情况进行统计，根据设定的预测时间的用电负荷情况计算出系统电量冗余，加权系数后建立电量冗余数据库；根据已经过去的设定的统计时间内的用电量以设定的间隔时间进行统计，建立阶段电量数据库；

(3)根据清扫系统电量数据库、电量冗余数据库及阶段电量数据库建立控制模型，根据电量的冗余多少及负荷用电情况，分时间段对清扫系统进行单次或多次的总体行程控制或单模块行程控制，进行清扫作业。

2.根据权利要求1所述的清扫光伏电池板的远程智能控制方法，其特征在于：所述清洁系统的数据信息包括喷水器位置、喷水器水压、喷水器水量、清洁器位置、清洁器接触压、收集器位置、储水器密封口、储水器水位、密封器位置信息。

3.根据权利要求1或2所述的清扫光伏电池板的远程智能控制方法，其特征在于：设定的统计时间、设定的预测时间均为0～48小时。

4.根据权利要求3所述的清扫光伏电池板的远程智能控制方法，其特征在于：设定的间隔时间为两小时。