CN111224468B - 一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台 - Google Patents

一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光伏设备技术领域，提供了一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，包括信息采集层、网络传输层和应用层，所述信息采集层包括用于采集各光伏设备的运行数据的数据采集器，所述应用层包括通过所述网络传输层接收和处理所述运行数据的云平台设备以及与各远程移动终端连接的web服务器，所述云平台设备存储有各光伏设备的地理位置信息并设置诊断单元，所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，如果存在故障，生成相应的报警信息并通过所述web服务器发送至相应的远程移动终端。本发明能够为用户提供基于云平台的光伏设备运行数据监控服务，并能够根据监控结果提供相应的运维响应。

Description

一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台
技术领域
本发明涉及光伏设备运维技术领域，具体涉及一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台。
背景技术
相关技术中，对于分布式光伏设备的运维，大多通过人为地进行简单巡视或无人运维，从而常常不能及时发现和解决问题，从而大大影响了发电效率。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明提供了一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，该平台包括信息采集层、网络传输层和应用层，所述信息采集层包括用于采集各光伏设备的运行数据的数据采集器，所述应用层包括通过所述网络传输层接收和处理所述运行数据的云平台设备以及与各远程移动终端连接的web服务器，所述云平台设备存储有各光伏设备的地理位置信息并设置诊断单元，所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，如果存在故障，生成相应的报警信息并通过所述web服务器发送至相应的远程移动终端。
在一种能够实现的方式中，所述云平台设备还设有显示单元，所述显示单元用于显示各光伏设备的位置信息、天气信息、报警信息、电气图、能效分析信息以及实时的运行数据。
在一种能够实现的方式中，所述的运行数据包括光伏设备的电流、电压、功率、谐波、功率因数、温度和发电数据。
在一种能够实现的方式中，所述的运行数据以数据曲线的形式进行显示。
在一种能够实现的方式中，所述云平台设备还设有运维管理单元，所述的运维管理单元内存储有预设的光伏设备巡检计划，所述运维管理单元根据光伏设备巡检计划中设定的巡检日期，通过所述web服务器向对应的远程移动终端发送用于提示巡检的信息
本发明的有益效果为：本发明能够为用户提供基于云平台的光伏设备运行数据监控服务，并能够根据监控结果提供相应的运维响应，及时向对应的远程移动终端发送报警，从而告知相关的设备运维人员，有利于帮助设备运维人员快速锁定故障并及时处理故障，进一步减少故障造成的损失。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明一个示例性实施例一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台的结构示意图。
附图标记：
信息采集层1、网络传输层2、应用层3、数据采集器11、云平台设备31、web服务器32、远程移动终端4。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明实施例提供了一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，该平台包括信息采集层1、网络传输层2和应用层3，所述信息采集层1包括用于采集各光伏设备的运行数据的数据采集器11，所述应用层3包括通过所述网络传输层2接收和处理所述运行数据的云平台设备31以及与各远程移动终端4连接的web服务器32，所述云平台设备31存储有各光伏设备的地理位置信息并设置诊断单元，所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，如果存在故障，生成相应的报警信息并通过所述web服务器32发送至相应的远程移动终端4。
本发明上述实施例能够为用户提供基于云平台的光伏设备运行数据监控服务，并能够根据监控结果提供相应的运维响应，及时向对应的远程移动终端4发送报警，从而告知相关的设备运维人员，有利于帮助设备运维人员快速锁定故障并及时处理故障，进一步减少故障造成的损失。
在一种实施方式中，该远程移动终端4设置有用于登录云平台设备31的APP。所述的远程移动终端4可以为平板电脑、手机等。
在一种能够实现的方式中，所述云平台设备31还设有显示单元，所述显示单元用于显示各光伏设备的位置信息、天气信息、报警信息、电气图、能效分析信息以及实时的运行数据。
其中，所述的发电量信息包括当前累计电量、上月累计电量等。所述的电气图与对应的光伏设备实时关联，电气图上实时反馈有数据采集状态、设备运行状态、设备开关状态等。
其中，所述的运行数据包括光伏设备的电流、电压、功率、谐波、功率因数、温度、发电数据等。所述的能效分析信息包括负荷分析和设备用电量对比分析，其中的负荷分析为根据日、月、年条件，分析指定时间内的负荷使用情况，并提供类比和同比分析，分析结果可用报表的形式展示；其中的设备用电量对比分析，为以柱状图的方式比较设备站点下回路的用电量情况。
其中，所述的位置信息以地图的形式进行显示，所述的运行数据以数据曲线的形式进行显示。
本发明上述实施例能够为用户提供更详细的数据展示结果，帮助用户及时、形象了解光伏设备的运维状态。
进一步地，所述云平台设备31还设有运维管理单元，所述的运维管理单元内存储有预设的光伏设备巡检计划，所述运维管理单元根据光伏设备巡检计划中设定的巡检日期，通过所述web服务器32向对应的远程移动终端4发送用于提示巡检的信息。其中，用户可以通过远程移动终端4登录云平台设备31，以编辑或者修改该光伏设备巡检计划。
在一种能够实现的方式中，所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，包括：
设一数据采集器11在测定时间段内采集的对应光伏设备的发电数据样本为
Figure BDA0002345589740000031
Figure BDA0002345589740000032
ni为发电数据样本中的数据个数，计算Xi中发电数据的数学期望
Figure BDA0002345589740000033
和方差
Figure BDA0002345589740000034
遍历Xi中的发电数据，若Xi中存在发电数据xα超出置信范围
Figure BDA0002345589740000035
则将发电数据xα视为可疑数据；
根据可疑数据xα计算其关联数据值Aα，设在与xα对应测定时间采集的、与所述对应光伏设备处于同一地理位置区域的周边光伏设备的发电数据为
Figure BDA0002345589740000036
mα为与所述对应光伏设备处于同一地理位置区域的周边光伏设备的数量，ab为第b个所述周边光伏设备的发电数据，所述关联数据值Aα的计算公式为：
Figure BDA0002345589740000037
若可疑数据xα与其关联数据值Aα的误差大于预设的误差阈值，判定该光伏设备存在故障。
本实施例以测定时间段内采集的发电数据样本作为一个诊断数据单位，先找出可疑数据，进而再对可疑数据利用关联数据进行故障诊断，相对于对每个发电数据都利用关联数据进行诊断的方式，能够大大提高故障诊断的效率，减少数据计算，通过利用与可能发生故障的光伏设备处于同一地理位置区域的周边光伏设备同一测定时间的数据作为关联数据，有利于快速地确定数据是否是故障数据，准确度较高。
在一种能够实现的方式中，在进行关联数据值Aα的计算之前，所述诊断单元对发电数据
Figure BDA0002345589740000041
进行异常检测，若检测出异常值，所述诊断单元将所述异常值替换为
Figure BDA0002345589740000042
所述异常检测包括：
根据周边光伏设备与所述对应光伏设备相距由近到远的顺序对
Figure BDA0002345589740000043
进行排序，以排序顺序为横轴，发电数据大小为纵轴，对
Figure BDA0002345589740000044
绘制波形图；
对波形图中的各个波峰波谷点对应的发电数据进行异常判断，若一个波峰波谷点对应的发电数据满足下列公式，则将该波峰波谷点对应的发电数据判定为异常值：
Figure BDA0002345589740000045
式中，ai表示第i个波峰波谷点对应的发电数据，
Figure BDA0002345589740000046
为
Figure BDA0002345589740000047
的平均值，2a为
Figure BDA0002345589740000048
的标准差，aT为预设的异常判定阈值。
发电数据在采集的过程中容易因为数据采集器11本身的故障或者受到环境的影响而出现或多或少的异常值，本实施例在进行关联数据值Aα的计算之前，先对用于计算关联数据值Aα的发电数据样本进行异常检测，并对检测出的异常值进行替换，有利于避免异常值影响到关联数据值Aα的精度，从而有利于提高后续对发电数据进行故障分析的精度。在进行异常分析时，对发电数据集
Figure BDA0002345589740000049
绘制相应的波形图，只对波形图中的各个波峰波谷点对应的发电数据进行异常判断，相对于对所有发电数据进行异常分析的方式，提高了发电数据的异常分析效率。
在一种能够实现的方式中，所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，还包括：
若一数据采集器11在测定时间段内采集的对应光伏设备的发电数据样本Y存在缺失值，计算该发电数据样本Y的发电数据平均值Yavg，以及获取与该缺失值对应测定时间采集的、与所述对应光伏设备处于同一地理位置区域的周边光伏设备的发电数据平均值Bavg，根据所述发电数据平均值Yavg和发电数据平均值Bavg计算补全值C，将补全值C补入缺失值所在的位置。
C＝h1Yavg+h2Bavg
式中，h1、h2为预设的权重系数，且满足h1>h2，h1+h2＝1。
本实施例在对发电数据样本进行故障分析之前，先对发电数据样本的缺失值进行补全，有利于提高后续故障分析的精度。其中利用周边光伏设备的数据以及同一测定时间段的发电数据样本的数据计算补全值，使得补全值的计算更加具有科学性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，其特征是，包括信息采集层、网络传输层和应用层，所述信息采集层包括用于采集各光伏设备的运行数据的数据采集器，所述应用层包括通过所述网络传输层接收和处理所述运行数据的云平台设备以及与各远程移动终端连接的web服务器，所述云平台设备存储有各光伏设备的地理位置信息并设置诊断单元，所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，如果存在故障，生成相应的报警信息并通过所述web服务器发送至相应的远程移动终端；所述诊断单元根据所述运行数据诊断光伏设备是否存在故障，包括：
设一数据采集器在测定时间段内采集的对应光伏设备的发电数据样本为
Figure FDA0002661543160000011
Figure FDA0002661543160000012
ni为发电数据样本中的数据个数，计算Xi中发电数据的数学期望
Figure FDA0002661543160000013
和方差
Figure FDA0002661543160000014
遍历Xi中的发电数据，若Xi中存在发电数据xα超出置信范围
Figure FDA0002661543160000015
则将发电数据xα视为可疑数据；
根据可疑数据xα计算其关联数据值Aα，设在与xα对应测定时间采集的、与所述对应光伏设备处于同一地理位置区域的周边光伏设备的发电数据为
Figure FDA0002661543160000016
mα为与所述对应光伏设备处于同一地理位置区域的周边光伏设备的数量，ab为第b个所述周边光伏设备的发电数据，所述关联数据值Aα的计算公式为：
Figure FDA0002661543160000017
若可疑数据xα与其关联数据值Aα的误差大于预设的误差阈值，判定该光伏设备存在故障；
在进行关联数据值Aα的计算之前，所述诊断单元对发电数据
Figure FDA0002661543160000018
进行异常检测，若检测出异常值，所述诊断单元将所述异常值替换为
Figure FDA0002661543160000019
所述异常检测包括：
根据周边光伏设备与所述对应光伏设备相距由近到远的顺序对
Figure FDA00026615431600000110
进行排序，以排序顺序为横轴，发电数据大小为纵轴，对
Figure FDA00026615431600000111
绘制波形图；
对波形图中的各个波峰波谷点对应的发电数据进行异常判断，若一个波峰波谷点对应的发电数据满足下列公式，则将该波峰波谷点对应的发电数据判定为异常值：
Figure FDA00026615431600000112
式中，ai表示第i个波峰波谷点对应的发电数据，
Figure FDA00026615431600000113
为
Figure FDA00026615431600000114
的平均值，Sa为
Figure FDA00026615431600000115
的标准差，aT为预设的异常判定阈值。
2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，其特征是，所述云平台设备还设有显示单元，所述显示单元用于显示各光伏设备的位置信息、天气信息、报警信息、电气图、能效分析信息以及实时的运行数据。
3.根据权利要求2所述的一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，其特征是，所述的运行数据包括光伏设备的电流、电压、功率、谐波、功率因数、温度和发电数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，其特征是，所述的运行数据以数据曲线的形式进行显示。
5.根据权利要求1所述的一种基于云计算的光伏设备安全运行运维平台，其特征是，所述云平台设备还设有运维管理单元，所述的运维管理单元内存储有预设的光伏设备巡检计划，所述运维管理单元根据光伏设备巡检计划中设定的巡检日期，通过所述web服务器向对应的远程移动终端发送用于提示巡检的信息。
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