CN106230112A - 一种分布式光伏发电站智控运行管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式光伏发电站智控运行管理装置，其包括多组光伏板，光伏板通过与其连接的并网逆变器将所发电传输至电网中，在电网中设置电表，并通过线路传输至用电负载中；在各组光伏板上分别设置有电流传感器、电压传感器和光强传感器，分别实时检测各组光伏板的电流、电压及光伏板衰减信息，并将检测的信息传输至微电脑处理器中，所述的微电脑处理器将各数据分别进行比较处理后，通过无线网络传输至移动终端内本发明通过对光伏板各组电流、电压和光强信号的获取、比较和判定，最终能够获取光伏板的使用状态以及衰减状态；对用户的使用以及设备的维护提供依据。

Description

一种分布式光伏发电站智控运行管理装置

技术领域

本发明涉及发电站管控技术领域，尤其涉及一种分布式光伏发电站智控运行管理装置。

背景技术

近年以来，光伏产业扶持力度超前光伏发电站趋势加速前行发展迅速，一种绿色清洁新能源随之扶持成长，光伏发电站进入的千家万户老百姓家中，也给老百姓带来客观收入，但是老百姓对于光伏发电站正常运行及维护视乎一无所知。

光伏板具有光电转换效率高，可靠性高；先进的扩散技术，保证片内各处转换效率的均匀性；确保良好的导电性、可靠的附着力和很好的电极可焊性。

现有技术中，对光伏发电站的运行状态及运行的稳定性欠缺监控，不能够实时对发电站的使用情况及发电情况进行了解，对后续的供电信息的部署不能提供参考信息。

光伏板的衰减方式光致衰减、老化衰减和PID光伏组件的电位诱发衰减效应，现有技术中没有能够确定衰减的具体情况的方式，不能够根据情况对光伏板进行维修及处理。

为了解决上述的缺陷，本发明者设计一套光伏发电站智控运行管理装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种分布式光伏发电站智控运行管理装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种分布式光伏发电站智控运行管理装置,其包括多组光伏板，光伏板通过与其连接的并网逆变器将所发电传输至电网中，在电网中设置电表，并通过线路传输至用电负载中；

在各组光伏板上分别设置有电流传感器、电压传感器和光强传感器，分别实时检测各组光伏板的电流、电压及光伏板衰减信息，并将检测的信息传输至微电脑处理器中，所述的微电脑处理器将各数据分别进行比较处理后，通过无线网络传输至移动终端内；

所述的微电脑处理器将各个电流、电压和光强传感器的检测结果进行处理，其包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块，所述数据采集模块将上述各光伏板的电流、电压和光强传感器的检测信号传输至所述的比较模块；

所述的比较模块分别按照冗余判定的方式计算各传感器数据的重合度值，并根据各个重合度值的组合数据情况，判定光伏板的状态及衰减情况；

所述的比较模块每次选择三组传感器的数据进行处理，针对各个传感器的标号，每组顺次选择三个传感器的检测值，分别获取每组的数值，共获取(N-1)组数值；最终获取的(N-1)组重合度值，计算获取平均值；

所述的存储模块内存储有电流、电压和光强的阈值，分别为电流阈值I₁、I₂；电压阈值U₁、U₂，光强阈值X₁、X₂；所述的微电脑处理器根据获取的实时值与阈值进行比较对光伏板的情况进行判定。

进一步地，所述的比较模块根据下述公式判定每组传感器获取值的重合度值：

第一、二两组的电流重合度量P₂₁，

$P_{21}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i1}\left(T\right(i_2,i_1)*I(i_3+i_1,i_3+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_1}T{(i_2,i_1)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}I{(i_3+i_1,i_3+i_2)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；

所述的比较模块根据下述公式判定每组的重合度值：

第一、三两组的电流重合度量P₃₁，

$P_{31}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i1}\left(T\right(i_3,i_1)*I(i_2+i_1,i_2+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}T{(i_3,i_1)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}I{(i_2+i_1,i_2+i_3)}^2}}---\left(2\right)$

式中，P₃₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；

第二、三两组的电流重合度量P₂₃，

$P_{23}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}\left(T\right(i_2,i_3)*I(i_1+i_2,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}T{(i_2,i_3)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}I{(i_1+i_2,i_1+i_3)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

进一步地，上述方式获取的P₂₁、P₃₁、P₂₃，经过平均值获取该组的重合度值；

最终的实时检测的电流参考值I；所述的微电脑处理器分别对电压传感器和光强传感器的检测值按照上述方式处理，获得最终的电压参考值U和光强参考值X。

进一步地，所述的微电脑处理器根据实时检测值与阈值比较，得出光伏板的使用及衰减情况；根据测量值，当I₁＜I＜I₂，U₁＜U＜U₂，X₁＜X＜X₂时，则说明光伏板正常，无衰减；

当I＜I₁，U＞U₂，X＜X₁时，光伏板出现老化衰减；

当I＜I₁，U＜U₁，X＜X₁时，光伏组件的输出功率发生较大的急剧性下降，组件光致衰减量越少，出现光致衰减；

当I＞I₂，U＞U₂，X＜X₁时，高电压的作用下，电池中出现热载流子现象，电荷在分配降低了电池活性，出现PID光伏组件的电位诱发衰减效应。

进一步地，所述的变网逆变器的输出端连接有一电压变送器和一电流互感器，其用于检测光伏发电站的电压及电流信息，并且，所述的电压变送器和电流互感器将检测的信息传输至微电脑处理其中，所述的微电脑处理器对实时采集的电压和电流信号进行处理获得功率信息。

进一步地，所述的微电脑处理器的输出端还与一显示器连接，所述的显示器显示实时的数据及历史数据；或者通过移动终端实时获取历史数据。

与现有相比本发明的有益效果在于：本发明通过对光伏板各组电流、电压和光强信号的获取、比较和判定，最终能够获取光伏板的使用状态以及衰减状态；对用户的使用以及设备的维护提供依据。

附图说明

图1为本发明的分布式光伏发电站智控运行管理装置的功能框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1所示，本发明分布式光伏发电站智控运行管理装置，其包括多组光伏板，光伏板通过完成太阳能的转化过程通过与其连接的并网逆变器将所发电传输至电网中，在电网中设置电表，并通过线路传输至用电负载中。

本发明对各组光伏板的发电情况、运行情况及实时状态进行检测，在各组光伏板上分别设置有电流传感器、电压传感器和光强传感器，分别实时检测各组光伏板的电流、电压及光伏板衰减信息，并将检测的信息传输至微电脑处理器中，所述的微电脑处理器将各数据分别进行比较处理后，通过无线网络传输至移动终端内；用户通过移动终端可实时了解光伏板的发电情况和使用情况。

所述的变网逆变器的输出端连接有一电压变送器和一电流互感器，其用于检测光伏发电站的电压及电流信息，并且，所述的电压变送器和电流互感器将检测的信息传输至微电脑处理其中，所述的微电脑处理器对实时采集的电压和电流信号进行处理获得功率信息。

所述的微电脑处理器的输出端还与一显示器连接，所述的显示器显示实时的数据及历史数据；或者通过移动终端实时获取历史数据。

在本发明实施例中，光伏板包括第一组光伏板、第二组光伏板直至第N组光伏板，在第一组光伏板上设置第一电流传感器、第一电压传感器和第一光强传感器；在第二组光伏板上设置第二电流传感器、第二电压传感器和第二光强传感器；在第N组光伏板上设置第N电流传感器、第N电压传感器和第N光强传感器。

所述的微电脑处理器将各个电流、电压和光强传感器的检测结果进行处理，其包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块，所述数据采集模块将上述各光伏板的电流、电压和光强传感器的检测信号传输至所述的比较模块。

所述的比较模块分别按照冗余判定的方式计算各传感器数据的重合度值，并根据各个重合度值的组合数据情况，判定光伏板的状态及衰减情况。

所述的比较模块每次选择三组传感器的数据进行处理，在选择时，针对各个传感器的标号，每组顺次选择三个传感器的检测值，分别获取每组的数值，共获取(N-1)组数值；最终获取的(N-1)组重合度值，计算获取平均值。

所述的比较模块根据下述公式判定每组的重合度值：

第一、二两组的电流重合度量P₂₁，

$P_{21}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i1}\left(T\right(i_2,i_1)*I(i_3+i_1,i_3+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_1}T{(i_2,i_1)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}I{(i_3+i_1,i_3+i_2)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

所述的比较模块根据下述公式判定每组的重合度值：

第一、三两组的电流重合度量P₃₁，

$P_{31}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i1}\left(T\right(i_3,i_1)*I(i_2+i_1,i_2+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}T{(i_3,i_1)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}I{(i_2+i_1,i_2+i_3)}^2}}---\left(2\right)$

式中，P₃₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

第二、三两组的电流重合度量P₂₃，

$P_{23}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}\left(T\right(i_2,i_3)*I(i_1+i_2,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}T{(i_2,i_3)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}I{(i_1+i_2,i_1+i_3)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

经过上述方式获取的P₂₁、P₃₁、P₂₃，经过平均值获取该组的重合度值，N-1组数据根据上述公式获取最终的重合度值P，也即，最终的实时检测的电流参考值I；所述的微电脑处理器分别对电压传感器和光强传感器的检测值按照上述方式处理，获得最终的电压参考值U和光强参考值X。

所述的微电脑处理器将上述信息进行编码后，经过无线传输网络传输至移动终端内。

所述的存储模块内存储有电流、电压和光强的阈值，分别为电流阈值I₁、I₂；电压阈值U₁、U₂，光强阈值X₁、X₂。

所述的微电脑处理器根据实时检测值与阈值比较，得出光伏板的使用及衰减情况；根据测量值，当I₁＜I＜I₂，U₁＜U＜U₂，X₁＜X＜X₂时，则说明光伏板正常，无衰减；

当I＜I₁，U＞U₂，X＜X₁时，光伏组件可能发生开裂，外观变黄，风沙磨损，热斑，组件老化加速组件功率衰减的情况，出现老化衰减；

当I＜I₁，U＜U₁，X＜X₁时，光伏组件的输出功率发生较大的急剧性下降，组件光致衰减量越少，出现光致衰减；

当I＞I₂，U＞U₂，X＜X₁时，高电压的作用下，电池中出现热载流子现象，电荷在分配降低了电池活性，出现PID光伏组件的电位诱发衰减效应。

本发明通过对光伏板各组电流、电压和光强信号的获取、比较和判定，最终能够获取光伏板的使用状态以及衰减状态；对用户的使用以及设备的维护提供依据。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种分布式光伏发电站智控运行管理装置,其特征在于，其包括多组光伏板，光伏板通过与其连接的并网逆变器将所发电传输至电网中，在电网中设置电表，并通过线路传输至用电负载中；

在各组光伏板上分别设置有电流传感器、电压传感器和光强传感器，分别实时检测各组光伏板的电流、电压及光伏板衰减信息，并将检测的信息传输至微电脑处理器中，所述的微电脑处理器将各数据分别进行比较处理后，通过无线网络传输至移动终端内；

所述的微电脑处理器将各个电流、电压和光强传感器的检测结果进行处理，其包括一数据采集模块、一比较模块、一存储模块，所述数据采集模块将上述各光伏板的电流、电压和光强传感器的检测信号传输至所述的比较模块；

所述的比较模块分别按照冗余判定的方式计算各传感器数据的重合度值，并根据各个重合度值的组合数据情况，判定光伏板的状态及衰减情况；

所述的比较模块每次选择三组传感器的数据进行处理，针对各个传感器的标号，每组顺次选择三个传感器的检测值，分别获取每组的数值，共获取(N-1)组数值；最终获取的(N-1)组重合度值，计算获取平均值；

所述的存储模块内存储有电流、电压和光强的阈值，分别为电流阈值I₁、I₂；电压阈值U₁、U₂，光强阈值X₁、X₂；所述的微电脑处理器根据获取的实时值与阈值进行比较对光伏板的情况进行判定。

2.根据权利要求1所述的分布式光伏发电站智控运行管理装置,其特征在于，所述的比较模块根据下述公式判定每组传感器获取值的重合度值：

第一、二两组的电流重合度量P₂₁，

$P_{21}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i1}\left(T\right(i_2,i_1)*I(i_3+i_1,i_3+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_1}T{(i_2,i_1)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}I{(i_3+i_1,i_3+i_2)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；

所述的比较模块根据下述公式判定每组的重合度值：

第一、三两组的电流重合度量P₃₁，

$P_{31}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i1}\left(T\right(i_3,i_1)*I(i_2+i_1,i_2+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}T{(i_3,i_1)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_3,i_1}I{(i_2+i_1,i_2+i_3)}^2}}---\left(2\right)$

式中，P₃₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算；

第二、三两组的电流重合度量P₂₃，

$P_{23}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}\left(T\right(i_2,i_3)*I(i_1+i_2,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}T{(i_2,i_3)}^2*{\mathrm{\Σ}}_{i_2,i_3}I{(i_1+i_2,i_1+i_3)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₂₁表示每两组电流的重合度值，i₁表示第一电流传感器的实时采样值，i₂表示第二电流传感器的实时采样值；i₃表示第三电流传感器的实时采样值；T表示均方差运算，I表示积分运算。

3.根据权利要求2所述的分布式光伏发电站智控运行管理装置,其特征在于，上述方式获取的P₂₁、P₃₁、P₂₃，经过平均值获取该组的重合度值；

最终的实时检测的电流参考值I；所述的微电脑处理器分别对电压传感器和光强传感器的检测值按照上述方式处理，获得最终的电压参考值U和光强参考值X。

4.根据权利要求3所述的分布式光伏发电站智控运行管理装置,其特征在于，

所述的微电脑处理器根据实时检测值与阈值比较，得出光伏板的使用及衰减情况；根据测量值，当I₁＜I＜I₂，U₁＜U＜U₂，X₁＜X＜X₂时，则说明光伏板正常，无衰减；

当I＜I₁，U＞U₂，X＜X₁时，光伏板出现老化衰减；

当I＜I₁，U＜U₁，X＜X₁时，光伏组件的输出功率发生较大的急剧性下降，组件光致衰减量越少，出现光致衰减；

当I＞I₂，U＞U₂，X＜X₁时，高电压的作用下，电池中出现热载流子现象，电荷在分配降低了电池活性，出现PID光伏组件的电位诱发衰减效应。

5.根据权利要求1所述的分布式光伏发电站智控运行管理装置,其特征在于，所述的变网逆变器的输出端连接有一电压变送器和一电流互感器，其用于检测光伏发电站的电压及电流信息，并且，所述的电压变送器和电流互感器将检测的信息传输至微电脑处理其中，所述的微电脑处理器对实时采集的电压和电流信号进行处理获得功率信息。

6.根据权利要求1所述的分布式光伏发电站智控运行管理装置,其特征在于,所述的微电脑处理器的输出端还与一显示器连接，所述的显示器显示实时的数据及历史数据；或者通过移动终端实时获取历史数据。