CN109521372B - 一种分布式新能源并网数据分析诊断系统 - Google Patents

一种分布式新能源并网数据分析诊断系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种分布式新能源并网数据分析诊断系统，数据采集模块、诊断模块、校验模块、统计模块和报告发送模块。本发明通过诊断模块和校验模块对分布式新能源数据进行综合分析，然后由统计模块根据数据分析结果生成分析诊断报告，将存在的问题以简单易懂的方式列出，方便运维人员分析存在的问题，明确问题所在，以便快速获取故障原因和潜在风险，更好的处理问题，保证电站的正常工作。

Description

一种分布式新能源并网数据分析诊断系统
技术领域
本发明涉及电力系统数据处理技术领域，尤其涉及一种分布式新能源并网数据分析诊断系统。
背景技术
随着国家大力发展清洁能源，全国各地建设分布式新能源电站，分布式新能源数据都是通过无线通道传输接入到电力系统。由于是无线传输，为符合电力安全规范分布式新能源数据先接入到电力系统的安全接入区然后再转发的电力调度系统。分布式新能源电站具有分散性、发电量小、难维护等特点，尤其一些偏远区域的新能源电站出现异常，维护极其麻烦，维护成本也非常高。分布式新能源接入到电力系统的数据进行综合分析诊断显得尤为重要，为运维人员提供准确的分析结果，实现精准运维。
分布式新能源数据接入到电力系统中，现有的电力系统中一般只对通道中断、是否有数据，做一些简单的判断，电力系统判断出的结果单一，不能提供详细的分析诊断结果，同时对出现异常的分布式新能源电站需要电话通知对应运维人员进行查看，接入大量的分布式电站，运维工作繁重。
现有的分布式新能源并网数据的采集系统由子站侧含有采集装置、纵向加密装置、无线路由设备(设备中插入运营商提供的SIM)，主站侧存在纵向加密装置、无线路由设备(设备中插入运营商提供的SIM)搭建的无线通道构成，影响数据采集的因素较多，现有的电力诊断方式已经不能满足需求。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种分布式新能源并网数据分析诊断系统。
本发明提出的一种分布式新能源并网数据分析诊断系统，数据采集模块、诊断模块、校验模块、统计模块和报告发送模块；
诊断模块与数据采集模块连接，用于根据数据采集模块采集的数据对子站数据采集通道状态和采集数据有效性进行判断；
校验模块与数据采集模块连接，用于从数据采集模块提取一个或多个电气数据进行数据校验；
统计模块分别连接诊断模块和校验模块，用于获取诊断模块的判断结果和校验模块的校验结果并生成诊断报告；
报告发送模块与统计模块连接，用于将诊断报告发送给预设对象。
优选的，诊断模块包括：
通道状态判断单元，用于根据采集数据中的通道状态值判断通道状态是否正常；
采集时间刷新判断单元，用于根据主站和子站是否存在数据报文交互判断数据采集时间是否刷新；没有数据报文交互表示时间不刷新，有则表示刷新；
采集数据变化判断单元，用于根据不同时间内采集的多个特定值是否存在变化判断采集数据是否变化；
采集值不全判断单元，用于判断主站收到数据报文解析后对应的值是否和采集配置一一对应，若不对应表示采集值不全，对应则表示齐全。
优选的，诊断模块还包括：SIM卡状态判断单元，用于判断SIM卡是否在线。
优选的，SIM卡状态判断单元，用于对通道状态异常电站根据对应的SIM卡地址直接执行ping命令进行SIM是否在线状态判断，ping通表示SIM卡在线，ping不通表示SIM不在线。
优选的，校验模块包括：
有功值校验单元，用于根据不同的采集数据获取两个视在功率，并根据两个视在功率的差值进行有功值校验；
电压平衡校验单元，用于通过三相电压UA、UB、UC两两间最大差值与额定电压的比值判断电压是否平衡；
电量异常校验单元，用于获取当前时刻的电量值和前一时刻的电量值比较，后值大于等于前值，则表示电量正常；反之，则表示电量异常；
优选的，校验模块还包括：夜晚异常校验单元，其用于根据夜晚时间段内的有功值检验光伏电站是否异常；如果夜晚有功值大于0，则表示有异常；反之，则表示正常。
优选的，有功值校验单元的工作方式为：首先，根据以下两个公式分别计算两个视在功率S1和S2：
Figure BDA0001839594400000031
其中，P为有功功率，Q为无功功率，U为电压，I为电流；然后，根据将两个视在功率S1和S2代入预设的计算模型进行有功值校验，计算模型为(|S1-S2|/((S1+|S2|)/2))≤0.1；如果计算模型成立，则表示有功值校验成功，反之，则不成功。
优选的，电压平衡校验单元中，如果三相电压UA、UB、UC两两间最大差值与额定电压的比值小于或等于预设比值，则表示电压平衡；预设比值小于或等于20％。
优选的，还包括控制模块，控制模块分别连接数据采集模块、诊断模块和校验模块，用于控制数据采集模块采集数据的类型和采集周期，并用于控制诊断模块和校验模块的工作周期。
本发明一种分布式新能源并网数据分析诊断系统，依赖部署在安全接入区的分布式新能源并网数据采集系统采集的数据，对每个接入的厂站数据情况进行详细的综合分析，其中包括通道状态、SIM卡是否在线、采集时间不刷新、采集数据值不变化、采集数据值不全、重要数据的校验判断等，最后生成一份诊断报告。
本发明中，通过诊断模块和校验模块对分布式新能源数据进行综合分析，然后由统计模块根据数据分析结果生成分析诊断报告，将存在的问题以简单易懂的方式列出，方便运维人员分析存在的问题，明确问题所在，以便快速获取故障原因和潜在风险，更好的处理问题，保证电站的正常工作。
本发明中，数据分析可根据用户需要设定分析时间间隔，同时可设定用户接收分析报告时间，在指定的时间将分析报告以短信的形式发送给指定运维人员，使运维人员可根据分析报告详细了解分布式新能源电站状态，采取针对性措施实现精准运维。
附图说明
图1为本发明提出的一种分布式新能源并网数据分析诊断系统安装位置结构图；
图2为本发明提出的一种分布式新能源并网数据分析诊断系统拓扑图；
图3为图2的展开图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种分布式新能源并网数据分析诊断系统，数据采集模块、诊断模块、校验模块、统计模块和报告发送模块。
诊断模块与数据采集模块连接，用于根据数据采集模块采集的数据对子站数据采集通道状态和采集数据有效性进行判断。
具体的，本实施方式中，诊断模块包括：通道状态判断单元、采集时间刷新判断单元、采集数据变化判断单元和采集值不全判断单元。
通道状态判断单元，用于根据采集数据中的通道状态值判断通道状态是否正常。具体的，通道状态可根据获取的分布式新能源并网数据采集数据中的每个厂站通道链路状态值直接进行判断。
本实施方式中，诊断模块还包括SIM卡状态判断单元，用于判断SIM卡是否在线。具体的，SIM卡状态判断单元，用于对通道状态异常电站根据对应的SIM卡地址直接执行ping命令进行SIM是否在线状态判断，ping通表示SIM卡在线，ping不通表示SIM不在线。如此，通过SIM卡状态判断单元，可直接判断通道状态异常是否是SIM卡不在线造成，从而快速断定通道状态异常原因，以便修复。同时，本实施方式中，在通道状态正常时，不进行SIM卡判断，有利于避免冗余判断，节约时间，提高诊断效率。
如此，本实施方式中，通过通道状态判断和SIM卡状态判断，实现了数据采集通道状态的综合判断和检测，保证了数据传输通道的正常运行。
采集时间刷新判断单元，用于根据主站和子站是否存在数据报文交互判断数据采集时间是否刷新。没有数据报文交互表示时间不刷新，有则表示刷新。
采集数据变化判断单元，用于根据不同时间内采集的多个特定值是否存在变化判断采集数据是否变化。例如，具体可通过检测相隔24小时的有功和电流值是否变化来判断采集数据是否变化，如果24小时前后采集的电流差值|(I前24-I当前)|以及24小时前后采集的有功值|(P前24-P当前)|都为0，表示数据不变化，不都为0表示数据变化。
采集值不全判断单元，用于判断主站收到数据报文解析后对应的值是否和采集配置一一对应，若不对应表示采集值不全，对应则表示齐全。
如此通过采集时间刷新判断、采集数据变化判断和采集值不全判断，可进一步在通道状态正常的情况下检测传输的数据是否正常，从而进行采集数据有效性判断。如此，本实施方式中，通过通道状态和采集数据有效性双重检测，有利于保证对数据采集的全面检测和判断。
校验模块与数据采集模块连接，用于从数据采集模块提取一个或多个电气数据进行数据校验。
本实施方式中，校验模块包括：有功值校验单元、电压平衡校验单元和电量异常校验单元。
有功值校验单元，用于根据不同的采集数据获取两个视在功率，并根据两个视在功率的差值进行有功值校验。
具体的，本实施方式中，有功值校验单元的工作方式为：首先，根据以下两个公式分别计算两个视在功率S1和S2：
Figure BDA0001839594400000061
其中，P为有功功率，Q为无功功率，U为电压，I为电流。然后，根据将两个视在功率S1和S2代入预设的计算模型进行有功值校验，计算模型为(|S1-S2|/((S1+|S2|)/2))≤0.1。如果计算模型成立，则表示有功值校验成功，反之，则不成功。
电压平衡校验单元，用于通过三相电压UA、UB、UC两两间最大差值与额定电压的比值判断电压是否平衡。具体的，电压平衡校验单元中，如果三相电压UA、UB、UC两两间最大差值与额定电压的比值小于或等于预设比值，则表示电压平衡。预设比值小于或等于20％。即，|UA-UB|/U额、|UC-UA|/U额、|UB-UC|/U额三个值中有一个大于20％，便判定电压不平衡。具体实施时，预设比值也可选择其他百分比值。
电量异常校验单元，用于获取当前时刻的电量值和前一时刻的电量值比较，后值大于等于前值，则表示电量正常。反之，则表示电量异常。即电量当前减去电量前获得的差值大于或等于0,表示正常，否则不正常。电网运行过程中，当前时刻的电量值一定大于前一时刻的电量值一定，本实施方式中，电量异常校验单元根据这一特定规律，实现了电站的电量值校验。
本实施方式中，针对光伏电站，校验模块还包括：夜晚异常校验单元，其用于根据夜晚时间段内的有功值检验光伏电站是否异常。如果夜晚有功值大于0，则表示有异常。反之，则表示正常。具体的，本实施中，可选择一个夜晚时间点上的有功值进行校验，也可选择夜晚时间段上的最大有功值进行校验。
统计模块分别连接诊断模块和校验模块，用于获取诊断模块的判断结果和校验模块的校验结果并生成诊断报告。
报告发送模块与统计模块连接，用于将诊断报告发送给预设对象例如运维人员。
如此，本实施方式中，通过诊断模块和校验模块对分布式新能源数据进行综合分析，然后由统计模块根据数据分析结果生成分析诊断报告，将存在的问题以简单易懂的方式列出，方便运维人员分析存在的问题，明确问题所在，以便快速获取故障原因和潜在风险，更好的处理问题，保证电站的正常工作。
本实施方式提供的一种分布式新能源并网数据分析诊断系统还包括控制模块，控制模块分别连接数据采集模块、诊断模块和校验模块，用于控制数据采集模块采集数据的类型和采集周期，并用于控制诊断模块和校验模块的工作周期。如此，通过控制模块可设定电站诊断时间和诊断报告发送时间，将分析报告以短信形式定时的发送给运维人员，无需主站人为的通知，实现系统自动化维护，提升工作效率、节约成本、提高管理水平，达到精准运维的目的。
本实施方式中，通过设置控制模块，数据分析可根据用户需要设定分析时间间隔，同时可设定用户接收分析报告时间，在指定的时间将分析报告以短信的形式发送给指定运维人员，使运维人员可根据分析报告详细了解分布式新能源电站状态，采取针对性措施实现精准运维。
以上所述，仅为本发明涉及的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 (8)

1.一种分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，数据采集模块、诊断模块、校验模块、统计模块和报告发送模块；
诊断模块与数据采集模块连接，用于根据数据采集模块采集的数据对子站数据采集通道状态和采集数据有效性进行判断；
校验模块与数据采集模块连接，用于从数据采集模块提取一个或多个电气数据进行数据校验；
统计模块分别连接诊断模块和校验模块，用于获取诊断模块的判断结果和校验模块的校验结果并生成诊断报告；
报告发送模块与统计模块连接，用于将诊断报告发送给预设对象；
其中，诊断模块包括：
通道状态判断单元，用于根据采集数据中的通道状态值判断通道状态是否正常；
采集时间刷新判断单元，用于根据主站和子站是否存在数据报文交互判断数据采集时间是否刷新；没有数据报文交互表示时间不刷新，有则表示刷新；
采集数据变化判断单元，用于根据不同时间内采集的多个特定值是否存在变化判断采集数据是否变化；
采集值不全判断单元，用于判断主站收到数据报文解析后对应的值是否和采集配置一一对应，若不对应表示采集值不全，对应则表示齐全。
2.如权利要求1所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，诊断模块还包括：SIM卡状态判断单元，用于判断SIM卡是否在线。
3.如权利要求2所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，SIM卡状态判断单元，用于对通道状态异常电站根据对应的SIM卡地址直接执行ping命令进行SIM是否在线状态判断，ping通表示SIM卡在线，ping不通表示SIM不在线。
4.如权利要求1所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，校验模块包括：
有功值校验单元，用于根据不同的采集数据获取两个视在功率，并根据两个视在功率的差值进行有功值校验；
电压平衡校验单元，用于通过三相电压UA、UB、UC两两间最大差值与额定电压的比值判断电压是否平衡；
电量异常校验单元，用于获取当前时刻的电量值和前一时刻的电量值比较，后值大于等于前值，则表示电量正常；反之，则表示电量异常。
5.如权利要求1所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，校验模块还包括：夜晚异常校验单元，其用于根据夜晚时间段内的有功值检验光伏电站是否异常；如果夜晚有功值大于0，则表示有异常；反之，则表示正常。
6.如权利要求4所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，有功值校验单元的工作方式为：首先，根据以下两个公式分别计算两个视在功率S1和S2：
Figure FDA0002653873750000021
其中，P为有功功率，Q为无功功率，U为电压，I为电流；然后，根据将两个视在功率S1和S2代入预设的计算模型进行有功值校验，计算模型为(|S1-S2|/((S1+|S2|)/2))≤0.1；如果计算模型成立，则表示有功值校验成功，反之，则不成功。
7.如权利要求4所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，电压平衡校验单元中，如果三相电压UA、UB、UC两两间最大差值与额定电压的比值小于或等于预设比值，则表示电压平衡；预设比值小于或等于20％。
8.如权利要求1至7任一项所述的分布式新能源并网数据分析诊断系统，其特征在于，还包括控制模块，控制模块分别连接数据采集模块、诊断模块和校验模块，用于控制数据采集模块采集数据的类型和采集周期，并用于控制诊断模块和校验模块的工作周期。
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