CN107276079A - 一种智能清洁评估系统 - Google Patents

Abstract

一种智能清洁评估系统。包括一个组串发电量采集装置和服务器，实时采集组串的电压、电流计算出组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量，预期发电量计算模块计算光伏组串的预期发电量，电量损失曲线生成模块根据预期发电量和实际发电量生成电量损失曲线，智能评估模块根据设定时间段内的电量损失与预期发电量的百分数来对光伏组件是否需要清洁作出判断。本发明通过合理的评估算法来确定光伏组件的清洗时间，既可以提高光伏组件的发电效率又可以减少不必要的清洗费用，为用户带来更好的经济效益。

Description

一种智能清洁评估系统

技术领域

本发明属于新能源光伏发电智能分析领域，具体涉及一种可作为指导光伏组件擦洗，预测未来数天发电量的智能分析系统。

背景技术

灰尘对太阳能发电效率影响的大量研究数据表明，不经常清洗的太阳能板可轻易造成多于百分十(甚至几十)的效率影响，对于一个百兆瓦级别的电厂来讲，10％的效率损失相当于一年1700万左右的营收亏损。因此，如何能准确地评估组件清洗的时间是一个十分必要的需求。

但目前组件清洗主要还是以主观判断，人工清洁为主，清洁的时间间隔也比较长，随意性较大，没有科学的依据做判断。虽然近期有公司已经推出组件清洁机器人，但几乎都是需要人为设定清洗时间，不支持发电量数据采集及智能清洁判断功能。

上述方式存在如下问题：

1.人工清洁效率低，对于大型集中式光伏电站在人力花费上较大，在风沙较大的地区需要长期聘请清洁人员，带来高额的费用开支的同时清洁人员的工作环境恶劣，清洁效果难以保证。

2.人为判断光伏组件是否需要清洗存在着较大的主观因素，误差较大，实际清洗时间与最佳清洗时间存在差异，清洗次数过于频繁增大运维成本，清洗次数偏少损失一定的发电效益。

3.无法得知组件寿命衰减情况，由于发电量统计数据没有记录当时的天气情况，无法对比同环境下组件的发电效率是否有所改变。当结合多维度的环境数据时，组件所发电量差异才能更真实的体现组件寿命衰减情况。

该智能清洁评估系统可以有效地解决上述问题，给予运维人员可以参照何时应该对组件进行清洗的数据支撑。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本申请公开了一种智能清洁评估系统。

本申请具体采用以下技术方案：

一种智能清洁评估系统，其特征在于：

将发电量采集装置接在一个或多个组串的线路中，采集组串实时电压和电流，智能清洁评估系统结合多维度的相关数据，判断是否需要对光伏组件进行清洗。一种智能清洁评估系统，所述智能清洁评估系统包括一个组串发电量采集装置和服务器，其中服务器包括数据存储模块、预期发电量计算模块、电量损失曲线生成模块和智能评估模块；

其特征在于：

所述组串发电量采集装置通过实时采集光伏组串的电压、电流计算出光伏组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量；组串发电量采集装置通过GPRS无线通信模块或以太网与服务器实现通信；

所述数据存储模块用来存储组串电量采集装置上送的各光伏组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量；

所述预期发电量计算模块用于计算光伏组串当天的预期发电量；

所述电量损失曲线模块根据数据存储模块所存储的各光伏组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量，以及预期发电量计算模块所计算得到的每一天的预期发电量，以天为单位，将同一天的预期发电量和实际发电量做对比绘制出预期电量和实际发电量的对比曲线图，所述电量损失曲线是以预期电量和实际发电量差值为纵坐标、时间为横坐标的曲线图；

所述智能评估模块通过对比设定时间段内的电量损失即预期电量和实际发电量差值与预期发电量的百分数来对光伏组件是否需要清洁作出判断。

本发明进一步包括以下优选方案：

所述智能评估模块对比电量损失与预期发电量的百分数的设定时间段为最近三天，且该三天内没有发生降雨或超过5级的风力。

在智能评估模块中，当设定时间段内的电量损失即预期电量和实际发电量差值与预期发电量的百分数大于预设阈值时，则判断灰尘对发电量的影响过大需要对光伏组件进行清洗。

智能清洁评估系统开放控制接口，将清洗控制指令与组件清洁机器人相关联，当智能清洁评估系统判断光伏组件需要进行清洗时便自动向组件清洁机器人发出组件清洗指令使组件清洁机器人开始工作。

若现场没有安装组件清洁机器人，智能清洁评估系统在判断光伏组件需要擦洗时发出清洗提示，并根据次日的天气预报情况，给出如果不擦洗光伏组件次日会带来多少电量损失。

本发明相对于现有技术具有以下有益的技术效果：

光伏组件的清洁成都直接影响着电站发电效率，但组件多久清洗一次才能使光伏电站的效益达到最大化是光伏行业目前面临的一大难题。在现阶段，国内绝大部分光伏电站组件清洁工作是靠人工来完成，大型的集中式电站清洁一次需要花费较大的人力物力，清洁时间间隔过长会造成电站效益的损失，间隔过短会造成人力物力的浪费增加运维费用，间接的造成效益下降。如何科学有效的根据电站的实际情况制定光伏组件的清洁计划，尽可能的提高光伏电站的清洁效益，是本发明带来的有益的技术效果。

附图说明

图1为本申请一种智能清洁评估系统结构示意图。

图2为本申请一种智能清洁评估方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细介绍。

如附1所示为一种智能清洁评估系统，所述智能清洁评估系统包括一个组串发电量采集装置、数据存储模块、预期发电量计算模块、电量损失曲线生成模块和智能评估模块。所述组组串发电量采集装置主要通过分流器或者霍尔元件对组串电流进行采集，分流器或霍尔元件的副边是以毫伏为单位的电压值，通过运算放大、滤波、AD采样等电路得到组串的实时输出电流。采样电压可以有两种方式获得：一是通过精密电阻分压来采集组串实时电压；二是通过逆变器的RS485通讯口获取组件的输出电压。将采集到的电流和电压通过计算便可得知组串的实时发电功率，采集装置将组串每天实时的发电功率及相关数据通过GPRS通信模块或以太网上传至数据存储模块。此数据可以通过浏览器或手机客户端访问查看。

图2为本申请一种智能清洁评估方法流程示意图，数据存储模块主要是指在云服务器上建立一个数据服务器，可以存储各个组串发电量采集装置上送的数据，包括被测组串实时电压、电流及发电功率等数据。并可以存储25年以上的历史数据，这些历史数据用来统计电站的全生命周期发电量及衰减情况有着十分重要的意义。

预期发电量计算模块是指通过建立电站模型仿真的算法，根据电站装机容量，结合电站的地理位置、组件发电衰减模型、季节及天气情况计算出当天的预期发电量。电站装机容量用来确定电站的规模和理论上一天的发电量；电站的地理位置和季节可以确定晴天时一天内的有效光照时间；天气情况会直接影响当天的有效光照时间，是影响当天发电量的最主要因素。

综合以上各因素电站某一天的预计发电量C＝I*L*S*R*W*A，

其中I是电站的装机容量，L是地理位置因数，系数随电站的纬度变化；S是季节因数，系数随月份变化；R是组件的衰减模型因数，系数随电站年限变化；W是天气因数，根据当天的天气情况动态调整；A是校正因数，用来根据历史数据和实际发电量差异不断校正预期发电量的精度。通过上述公式便可得出电站的当天或未来一至三天的预期发电量。

再将预期发电量与当天实际发电量做对比便可绘制出预期电量和实际发电量的对比曲线图。综合每天的预期发电量与实际发电量对比曲线图，便可得出以天为单位的电量损失曲线。

在电量损失曲线的基础上智能评估模块通过对比最近三天每日的电量损失与组件清洁一次的费用、当地上网电价初步计算出组件是否应该进行清洗，同时智能评估系统根据以往组串的发电量进行分析，对比历史同等外界环境条件下发电量的差异来判断组件是否需要清洗，并可结合天气预报预测下一次组件清洗的时间。

若光伏电站安装了组件清洗机器人，智能清洁评估系统可以通过GPRS或以太网方式将清洗指令下发给组件清洗机器人，清洗机器人可以根据指令进行自动清洗。智能评估系统将记录每一次清洗的时间，并可以给出按照智能清洁评估系统清洗后发电量与如果没有进行组件清洗的预测发电量对比分析，可以直观的给出智能清洁评估系统带来的经济效益差异。

当组件擦洗完后如果天气晴朗但组件发电量没有明显提升时，智能清洁评估系统会提示运维人员检查组件是否被遮挡还是出现损坏等情况，尽可能的为用户减少发电量损失。提高更多的经济效益。

Claims (6)

1.一种智能清洁评估系统，其特征在于：

将发电量采集装置接在一个或多个组串的线路中，采集组串实时电压和电流，智能清洁评估系统结合多维度的相关数据，判断是否需要对光伏组件进行清洗。

2.一种智能清洁评估系统，所述智能清洁评估系统包括一个组串发电量采集装置和服务器，其中服务器包括数据存储模块、预期发电量计算模块、电量损失曲线生成模块和智能评估模块；其特征在于：

所述组串发电量采集装置通过实时采集光伏组串的电压、电流计算出光伏组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量；组串发电量采集装置通过GPRS无线通信模块或以太网与服务器实现通信；

所述数据存储模块用来存储组串电量采集装置上送的各光伏组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量；

所述预期发电量计算模块用于计算光伏组串当天的预期发电量；

所述电量损失曲线模块根据数据存储模块所存储的各光伏组串的实时发电功率和指定周期内的累计发电量，以及预期发电量计算模块所计算得到的每一天的预期发电量，以天为单位，将同一天的预期发电量和实际发电量做对比绘制出预期电量和实际发电量的对比曲线图，所述电量损失曲线是以预期电量和实际发电量差值为纵坐标、时间为横坐标的曲线图；

所述智能评估模块通过对比设定时间段内的电量损失即预期电量和实际发电量差值与预期发电量的百分数来对光伏组件是否需要清洁作出判断。

3.根据权利要求2所述的智能清洁评估系统，其特征在于：

所述智能评估模块对比电量损失与预期发电量的百分数的设定时间段为最近三天，且该三天内没有发生降雨或超过5级的风力。

4.根据权利要求2或3所述的智能清洁评估系统，其特征在于：

在智能评估模块中，当设定时间段内的电量损失即预期电量和实际发电量差值与预期发电量的百分数大于预设阈值时，则判断灰尘对发电量的影响过大需要对光伏组件进行清洗。

5.根据权利要求1所述的智能清洁评估系统，其特征在于：

智能清洁评估系统开放控制接口，将清洗控制指令与组件清洁机器人相关联，当智能清洁评估系统判断光伏组件需要进行清洗时便自动向组件清洁机器人发出组件清洗指令使组件清洁机器人开始工作。

6.根据权利要求1所述的智能清洁评估系统，其特征在于：

若现场没有安装组件清洁机器人，智能清洁评估系统在判断光伏组件需要擦洗时发出清洗提示，并根据次日的天气预报情况，给出如果不擦洗光伏组件次日会带来多少电量损失。