CN104617661A - 一种光伏电站运维系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光伏电站运维系统，包括数据采集模块、通讯模块、数据存储模块、监控模块、故障报警模块、视频模块、专家诊断模块、资产管理模块、运维管理模块；实现多系统间的联动的方法，减少了人为干预的部分，为提高光伏设备的运行效率和可靠性，减少系统宕机，提高运维效率并降低运行维护成本提供了有效的手段；其中全生命周期的资产管理，还为光伏电站融资，转让和债券化提供了科学可信的资料。

Description

一种光伏电站运维系统

技术领域

本发明属于光伏电站全生命周期的监控，诊断和运维领域，具体说来就是一种通过采集太阳能电站的主要性能参数，并对参数进行智能处理的系统。

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，将太阳能辐射能直接转化为电能的新型绿色环保发电系统。通常太阳能光伏电站包括太阳能电池板阵列、汇流箱、低压配电柜、并网光伏逆变器、交流配电柜、变压器等组成设备，直线实现并网发电。

为了保证太阳能光伏电站的正常运行，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，包括环境检测仪，数据采集器，存储天气预报的存数设备、控制模块以及中央处理模块。但是没有涉及多个光伏电站的一体化管理以及故障自动定位，也没有提到专家诊断和资产管理，其不足如下：

1、上诉方案未公开将电站数据监控、视频监控、运维管理、资产管理多个子系统进行统一管理,实现多系统间的联动的方法，针对巨大的运维工作量造成了故障处理不及时、降低了系统的高效性，增加了系统的管理成本；

2、上述方案未提供故障诊断的专家库，只是笼统介绍了其可以提供应对措施，没有拿出具体可实施的方案；

3、上述方案无法实现电站设备出现故障后，自动定位并打开相应区域的视频监控模块，观测现场实际情况；无法自动定位故障设备实际物理位置，以方便维修人员进行现场设备的检测和更换；

4、上述方案无法实现当电站设备出现故障需要进行维修的时候，自动检索不同区域间备品备件的库存以及型号,以方便整体资源的合理调配。

发明内容

所要解决的技术问题：

本发明针对上述缺陷，提供一种整合了数据监控、运维管理、资产管理和故障诊断专家库的光伏电站运维系统。

技术方案：

为了实现以上功能，本发明提供了一种光伏电站运维系统，包括本地服务器、集控中心服务器、数据采集模块、通讯模块、数据存储模块、监控模块、故障报警模块；

其中，所述本地服务器设有第一通讯模块，本地服务器与数据采集模块相连接，数据采集模块用于采集系统中各光伏电站的发电数据，将数据信息通过第一通讯模块发送到集控中心服务器上；

所述集控中心服务器连接监控模块、故障报警模块、视频模块、第二通讯模块以及数据存储模块；

监控模块通过集控中心数据存储模块中的数据对各光伏电站的运行进行控制，监控模块上连接显示设备、音响设备；

所述故障报警模块用于检测系统中是否有异常情况，如果有则故障报警模块将异状信息发送到监控模块，并通过音响设备发出警报；

所述数据存储模块用于存储本地服务器发送过来的光伏电站数据信息；

其特征在于：所述监控模块为可视化的监控模块，该可视化监控模块还用于实时监控各光伏电站关键设备的现场运作情况，还能够将光伏电站关键设备的地理位置和连接关系图形化，提供3D画面，当故障报警模块发出信号时，视频模块显示故障设备的具体位置，将该故障位置画面切入到监控模块中，通过显示设备显示出来。

该光伏电站运维系统还包括由若干视频设备构成的视频监控模块，所述视频监控模块连接在集控中心服务器上，将光伏电站划分为若干区域，所述视频设备分布在各区域内，将区域的编号与视频设备的编号匹配绑定保存在数据库中，以方便从视频监控模块可以调出相应区域的视像信息。

该光伏电站运维系统还包括连接在集控中心服务器上的资产管理模块、运维管理模块，所述资产管理模块模块用于记录各光伏电站资产设备的属性及信息，生成统计表格，使运维管理模块对各光伏电站的资产进行统一调配。

资产管理模块记录各光伏电站资产设备的属性及信息为设备的空间位置、数量、型号、生产产商、供应商、使用寿命。

在运维管理模块中形成工作票并通过邮件、短信种方式通知相关人员，实现了从工作票申请、准备、批准、执行、完工、报告和验收关闭全过程的控制和管理，同时也建立了标准工作票库。

还包括专家诊断模块，所述专家诊断模块连接集控中心服务器，其内部设有专家历史数据库；当故障报警模块发出故障信号时启动专家诊断模块，该模块将故障数据与专家历史数据库中的数据进行比较，分析故障原因并提出相对应的解决方案。

所述专家诊断模块还能利用采集到的各电站的设备运行情况和安装情况，比对历史数据，以完成对设备状态的分析和预警，对设备寿命进行预估，对提高电站发电效率提出专家指导意见。

有益效果：

本发明提供的光伏电站运维系统，通过数据采集模块从电站设备中采集，然后通过通讯模块传输到本地服务器保存。本地服务器与集控中心服务器之间存在信息交互，监控模块可以调用存储模块的数据进行展示，并且对各光伏电站的运行进行控制。相较于现有技术，本光伏电站运维系统提供的监控模块为可视化的监控模块，从监控模块可以关联到视频模块，打开所监视设备的视像信息。

当监控数据发生达到阀值时调用故障报警模块，同时自动打开出现故障位置的视像信息，以及调用专家诊断模块提出解决方案。本发明提出的专家解决方案通过在专家诊断模块中建立专家历史数据库的方式，将故障数据与专家历史数据库中的数据进行比较，分析故障原因并提出相对应的解决方案；还能利用采集到的各电站的设备运行情况和安装情况，比对历史数据，对设备寿命进行预估，对提高电站发电效率提出专家指导意见。

采用相应的解决方案后，系统调用运维模块执行远程指令的操作以及工单的下达，运维模块可以通过资产管理模块自动检索当前所有的备品备件的型号以及库存，方便工单的下达以及物流的调动。

该光伏电站运维系统可以说是一种全生命周期光伏电站管理平台，它实现了对电站各组成部分的监控、故障报警、专家诊断、运维管理、资产管理各模块的整合和联动，减少了人为干预的部分，为提高光伏设备的运行效率和可靠性，减少系统宕机，提高运维效率并降低运行维护成本提供了有效的手段。其中全生命周期的资产管理，还为光伏电站融资，转让和债券化提供了科学可信的资料。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明光伏电站运维系统第一实施例的结构框图；

图2为本发明光伏电站运维系统第二实施例的结构框图；

图3为本发明光伏电站运维系统第三实施例的结构框图；

图4为本发明光伏电站运维系统第四实施例的结构框图；

图5为本发明光伏电站运维系统第五实施例的结构框图；

图6为本发明光伏电站运维系统数据访问的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种光伏电站运维系统，为使本发明的目的，技术方案及效果更加清楚，明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种光伏电站运维系统，包括本地服务器、集控中心服务器、数据采集模块、通讯模块、数据存储模块、监控模块、故障报警模块；

其中，所述本地服务器设有第一通讯模块，本地服务器与数据采集模块相连接，数据采集模块用于采集系统中各光伏电站的发电数据，将数据信息通过第一通讯模块发送到集控中心服务器上；

所述集控中心服务器连接监控模块、故障报警模块、视频模块、第二通讯模块以及中心数据存储模块；

监控模块通过集控中心数据存储模块中的数据对各光伏电站的运行进行控制，监控模块上连接显示设备、音响设备；

所述故障报警模块用于检测系统中是否有异常情况，如果有则故障报警模块将异状信息发送到监控模块，并通过音响设备发出警报；

所述数据存储模块用于存储本地服务器发送过来的光伏电站数据信息；

所述监控模块为可视化监控模块，通过一系列图表展示使电站管理人员和运维人员可以全面、直观地了解电站关键设备的实时运行情况。为了实现对电站设备的实时管理和对故障设备的准确快速定位，提供2D和3D建模模块，该模块采用编程技术可以图形化具体电站设备的连接关系和地理位置，用于将电站设备图形化，3D化并提供实时数据显示，当某一设备发生故障时，可视化模块能够对应显示该故障设备位置，方便维修人员快速定位和及时排查问题，提供维修效率和电站整体安全性。

本地服务器，本地服务器安装在光伏电站就地，通过数据采集模块采集各光伏电站升压站、逆变器、汇流箱、电能计量装置及环境监测仪等设备的实时运行数据；该服务器与光伏电站各组成设备连接，用于采集设备的工作参数信息，并保存在本地服务器的数据库中，以满足后续集控中心服务器的使用需求。本地服务器和具体电站设备之间的通讯可以采用多种连接方式，可以是RS485，RS232有线方式或GPRS无线通讯方式等。具体实施可以根据本地服务器和设备的布置位置、具体通讯协议确定。

本地服务器和集控中心服务器连接，通过通讯模块将采集的设备信息和相关数据传输给集控中心服务器。为了完成数据传输任务，可以通过互联网、电力专网、移动网络及VPN等多种网络实现对数据的传输任务。并且在本地服务器和集控中心服务器上均设置有重新发送机制，避免因网络问题或设备故障导致的数据丢失。

集控中心服务器将本地服务器的数据存储于存储模块中并设置有无效数据校验模块用于过滤无效数据。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上，该光伏电站运维系统还包括由若干视频设备构成的视频监控模块，所述视频监控模块连接在集控中心服务器上，将光伏电站划分为若干区域，所述视频设备分布在各区域内，将区域的编号与视频设备的编号匹配绑定保存在数据库中，以方便从视频监控模块可以迅速调出相应区域的视像信息。

实施例3

如图3所示，在实施例2的基础上，该光伏电站运维系统还包括资产管理模块、运维管理模块，所述资产管理模块模块用于记录各光伏电站资产设备的属性及信息，生成统计表格，使运维管理模块可以对各光伏电站的资产进行统一调配。运维管理模块提供远程控制的功能实现现场无人值守；资产管理模块还为光伏电站融资，转让和债券化提供了科学可信的资料。

运维管理模块的主要作用就是，当维护人员通过维护平台发现现场情况以后，通过远程直接控制或者下达工单通知现场人员处理的方式来解决问题，并记录相关的处理信息以备查询。让整个运维系统除了看还能管和控形成一个闭环。

本实施例中通过在运维管理模块中自动形成工作票并通过邮件，短信等多种方式自动通知相关人员，以便处理该工作。实现了从工作票申请、准备、批准、执行、完工、报告和验收关闭全过程的控制和管理，标准工作票的使用和管理做到了工作票的标准化和程序化，同时也建立了标准工作票库，可以为另一专家模块提供处理预警和事故的意见。

更加具体的，产管理模块记录各光伏电站资产设备的属性及信息为：

设备的空间位置、数量、型号、生产产商、供应商、使用寿命。

实施例4

如图4所示，在实施例2的基础上，该光伏电站运维系统还包括专家诊断模块，所述专家诊断模块连接集控中心服务器，其内部设有专家历史数据库；当故障报警模块发出故障信号时启动专家诊断模块，该模块将故障数据与专家历史数据库中的数据进行比较，分析故障原因并提出相对应的解决方案。

更进一步的，所述专家诊断模块还能利用采集到的各电站的设备运行情况和安装情况，比对历史数据，以完成对设备状态的分析和预警，对设备寿命进行预估，对提高电站发电效率提出专家指导意见。

如图5所示，作为一种最优的实施方式，将上述监控、故障报警、专家诊断、运维管理、资产管理各模块集成一个整体，作为一个总的实施方式，可以整合和联动各个模块，减少了人为干预的部分，为提高光伏设备的运行效率和可靠性，减少系统宕机，提高运维效率并降低运行维护成本提供了有效的手段。其中全生命周期的资产管理，还为光伏电站融资，转让和债券化提供了科学可信的资料。

如图6所示，整个系统平台从下到上在层次上分为4个层次：数据访问层、业务逻辑层、表示层和对外接口层。

1.数据访问层

数据访问层位于系统平台的最底层，用于接收和存储厂站侧数据采集平台上传的实时数据。

2.业务逻辑层

针对数据层的数据进行业务逻辑处理。业务逻辑层与数据库解耦，只针对数据进行操作而与数据存储的类型方式无关。业务逻辑层具体包括状态监视、指标计算、故障报警、专家诊断等模块。系统各功能模块采取插件式，以服务的方式向外提供数据接口，可独立配置运行，做到“高内聚，低耦合”。各功能模块通过同一的数据平台实现联动。

3.表示层

针对各个业务模块通过WEB方式进行展示。

表示层采用HTML5，AJAX，数据缓存，自定义组件等技术保证用户友好的操作体验和顺畅的访问速度。

4.对外接口层

在设计上确保系统不成为信息孤岛，通过WebService等方式对其他系统提供数据接口。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种光伏电站运维系统，包括本地服务器、集控中心服务器、数据采集模块、通讯模块、数据存储模块、监控模块、故障报警模块；

其中，所述本地服务器设有第一通讯模块，本地服务器与数据采集模块相连接，数据采集模块用于采集系统中各光伏电站的发电数据，将数据信息通过第一通讯模块发送到集控中心服务器上；

所述集控中心服务器连接监控模块、故障报警模块、视频模块、第二通讯模块以及数据存储模块；

监控模块通过集控中心数据存储模块中的数据对各光伏电站的运行进行控制，监控模块上连接显示设备、音响设备；

所述故障报警模块用于检测系统中是否有异常情况，如果有则故障报警模块将异状信息发送到监控模块，并通过音响设备发出警报；

所述数据存储模块用于存储本地服务器发送过来的光伏电站数据信息；

其特征在于：所述监控模块为可视化的监控模块，该可视化监控模块还用于实时监控各光伏电站关键设备的现场运作情况，还能够将光伏电站关键设备的地理位置和连接关系图形化，提供3D画面，当故障报警模块发出信号时，视频模块显示故障设备的具体位置，将该故障位置画面切入到监控模块中，通过显示设备显示出来。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于：该光伏电站运维系统还包括由若干视频设备构成的视频监控模块，所述视频监控模块连接在集控中心服务器上，将光伏电站划分为若干区域，所述视频设备分布在各区域内，将区域的编号与视频设备的编号匹配绑定保存在数据库中，以方便从视频监控模块可以调出相应区域的视像信息。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于：该光伏电站运维系统还包括连接在集控中心服务器上的资产管理模块、运维管理模块，所述资产管理模块模块用于记录各光伏电站资产设备的属性及信息，生成统计表格，使运维管理模块对各光伏电站的资产进行统一调配。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于：资产管理模块记录各光伏电站资产设备的属性及信息为设备的空间位置、数量、型号、生产产商、供应商、使用寿命。

5.根据权利要求4所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于：在运维管理模块中形成工作票并通过邮件、短信种方式通知相关人员，实现了从工作票申请、准备、批准、执行、完工、报告和验收关闭全过程的控制和管理，同时也建立了标准工作票库。

6.根据权利要求2所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于：还包括专家诊断模块，所述专家诊断模块连接集控中心服务器，其内部设有专家历史数据库；当故障报警模块发出故障信号时启动专家诊断模块，该模块将故障数据与专家历史数据库中的数据进行比较，分析故障原因并提出相对应的解决方案。

7.根据权利要求5所述的一种光伏电站运维系统，其特征在于：所述专家诊断模块还能利用采集到的各电站的设备运行情况和安装情况，比对历史数据，以完成对设备状态的分析和预警，对设备寿命进行预估，对提高电站发电效率提出专家指导意见。