CN114337539A - 一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，涉及设备监测技术领域，包括监测中心，所述监测中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及故障定位模块，通过对电量存储端的电量变化与理论值之间的差异，从而能够快速对光伏发电设备是否存在故障异常进行监测，当数据分析模块判断光伏发电设备出现故障时，则将所获得的光伏发电设备的运行数据发送至故障定位模块，通过将光伏发电设备、电流传输线路以及电量存储端之间的运行参数进行相互独立计算，从而能够在光伏发电设备出现异常时，能够对产生异常的原因快速确定，为后续故障维修提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及设备监测技术领域，具体是一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统。
背景技术
随着科学技术的提升，人们越来越重视对可再生能源的开发使用。太阳能光伏发电具有清洁，零排放，永不枯竭的特点，成为替代传统化石能源的首选。光伏电站在信息技术的支持下，在电站运营中引入监控系统，目的是通过监控系统对电站的主要发电设备进行监测。
现有的技术中，光伏发电设备所产生的电量一般会通过电量存储装置进行电量储存，对于光伏发电设备的发电情况，也是通过对所存储的电量的变化进行监控，而当所存储的电量变化异常时，对于导致异常的原因无法得到快速监控，为此，现提供一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，包括监测中心，所述监测中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及故障定位模块；
所述数据采集模块用于获取光伏发电设备的运行数据，并将所获得的运行数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块用于对光伏发电设备的运行数据进行处理，从而获得光伏发电设备的性能系数，再通过数据分析模块，根据所获得的光伏发电设备的电量存储端的电量偏差值，判断光伏发电设备的运行是否正常，当光伏发电设备出现异常时，通过故障定位模块分别对光伏发电设备、电流传输过程以及电量存储端进行分析，根据分析结果确认故障原因。
进一步的，所述数据采集模块包括若干个数据采集终端，在光伏发电设备上设置若干个数据检测节点，并将数据采集终端分别安装在数据检测节点处，通过数据采集终端在数据检测节点处获取光伏发电设备的运行数据，包括：
获取光伏发电设备所接收到的辐射量；
获取光伏发电设备输出端的实时电流值；
获取用于进行存储电量的电量存储端所增加的电量CDZ；
获取每个数据采集终端所消耗的电量；
获取电量存储端输入端的实时电流值。
进一步的，所述数据处理模块对光伏发电设备的运行数据的处理过程包括：
建立二维坐标系，根据光伏发电设备输出端的实时电流值和电量存储端输入端的实时电流值，分别在二维坐标系内生成电流值随时间的进行变化的电流变化曲线，根据电流变化曲线获得光伏发电设备输出端的输出电量和电量存储端的输入电量；再根据光伏发电设备输出端的输出电量以及光伏发电设备的光电转化参照表获得光伏发电设备的性能系数。
进一步的，所述光电转化参照表包括：获得光伏发电设备单位辐射量所能产生的电量，即1单位辐射量＝k单位电量。
进一步的，所述数据分析模块对光伏发电设备的运行状态进行分析的过程包括：
获得电量存储端所增加的理论电量LD；
当电量存储端所增加的电量LD-CDZ≤DPY时，则表示光伏发电设备运行正常；
当电量存储端所增加的电量LD-CDZ＞DPY时，则表示光伏发电设备运行存在异常。
进一步的，所述DPY为电量偏差阈值。
进一步的，所述故障定位模块确认光伏发电设备异常原因的过程包括：
根据光伏发电设备的电量偏差值SP以及电流在传输过程的损耗偏差值XP判断光伏发电设备和电流在传输过程是否存在异常，并通过电量存储端的电量偏差值DP与光伏发电设备的电量偏差值SP以及电流在传输过程的损耗偏差值XP之间的关系，确定电量存储端的性能是否存在异常。
进一步的，所述二维坐标系的x轴为时间t，y轴为电流值；将电流变化曲线与x轴之间的区间进行标记，并获得该区间的面积，则该区间的面积为电量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对电量存储端的电量变化与理论值之间的差异，从而能够快速对光伏发电设备是否存在故障异常进行监测，当数据分析模块判断光伏发电设备出现故障时，则将所获得的光伏发电设备的运行数据发送至故障定位模块，通过将光伏发电设备、电流传输线路以及电量存储端之间的运行参数进行相互独立计算，从而能够在光伏发电设备出现异常时，能够对产生异常的原因快速确定，为后续故障维修提高效率。
附图说明
图1为本发明的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，包括监测中心，所述监测中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及故障定位模块；
所述数据采集模块包括若干个数据采集终端，在光伏发电设备上设置若干个数据检测节点，并将数据采集终端分别安装在数据检测节点处，通过数据采集终端在数据检测节点处获取光伏发电设备的运行数据，所述数据采集模块获取光伏发电设备的运行数据的过程包括：
获取光伏发电设备所接收到的辐射量，并将所接收到的辐射量记为FS；
获取光伏发电设备输出端的实时电流值；
获取用于进行存储电量的电量存储端所增加的电量，并将所增加的电量记为CDZ；
获取每个数据采集终端所消耗的电量，并将所有数据采集终端所消耗的总电量记为SZ；
获取电量存储端输入端的实时电流值；
将数据采集终端所获取到的光伏发电设备的运行数据发送至数据处理模块；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，数据采集终端所消耗的电量由光伏发电设备进行发电后，直接对数据采集终端进行供电。
所述数据处理模块对光伏发电设备的运行数据的处理过程包括：
根据光伏发电设备的性能建立该光伏发电设备的光电转化参照表，获得该光伏发电设备单位辐射量所能产生的电量，即1单位辐射量＝k单位电量；
建立二维坐标系，根据光伏发电设备输出端的实时电流值，在二维坐标系内生成电流值随时间的进行变化的电流变化曲线，所述二维坐标系的x轴为时间t，y轴为光伏发电设备输出端的实时电流值；将电流变化曲线与x轴之间的区间进行标记，并获得该区间的面积，则该区间的面积即为光伏发电设备输出端的输出电量，将光伏发电设备的输出电量标记为GS；
同理根据电量存储端输入端的实时电流值，获得电量存储端的输入电量为SR；
设置光伏发电设备的光电转化效率阈值GY，则通过公式GX＝GS/(FS*k*GY)获得光伏发电设备的性能系数GX；
将所获得的光伏发电设备的运行数据发送至数据分析模块；
所述数据分析模块用于对光伏发电设备的运行状态进行分析，具体分析过程包括：
通过公式LD＝(FS*k*GY-XS-SZ)*α获得电量存储端所增加的理论电量LD；其中XS为光伏发电设备中线路损耗电量，α为电量存储端的电量存储率；
设置电量偏差阈值DPY；
当电量存储端所增加的电量LD-CDZ≤DPY时，则表示光伏发电设备运行正常；
当电量存储端所增加的电量LD-CDZ＞DPY时，则表示光伏发电设备运行存在异常；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，通过对电量存储端的电量变化与理论值之间的差异，从而能够快速对光伏发电设备是否存在故障异常进行监测，当数据分析模块判断光伏发电设备出现故障时，则将所获得的光伏发电设备的运行数据发送至故障定位模块，通过故障定位模块对光伏发电设备存在异常的原因进行确认，所述故障定位模块确认光伏发电设备异常原因的过程具体包括：
获取电量存储端的电量偏差值DP，DP＝LD-CDZ；
当光伏发电设备的性能系数GX≥1时，则表示光伏发电设备运行正常；
当光伏发电设备的性能系数GX＜1时，则表示光伏发电设备出现故障；
获取光伏发电设备的电量偏差值SP，SP＝FS*k*GY-GS；
当DP-SP＞DPY时，则获取电流在传输过程的损耗偏差值XP，XP＝GS-SR；
则当DP-SP≤DPY时，则表示导致电量存储端实际增加的电量与理论增加电量存在偏差的异常原因由光伏发电设备导致，则将光伏发电设备进行标记，并发送至监测中心；
则当XP≤DPY时，则表示电流在传输过程的损耗处于正常范围；
当XP＞DPY时，则表示电流在传输过程中的损耗异常，则生成线路异常信息，并将线路异常信息发送至监测中心；
需要进一步说明的是，在具体实施过程中，当光伏发电设备与电流传输过程均正常时，则导致光伏发电设备异常原因为电量存储端异常；
当光伏发电设备出现故障，电流传输过程正常时，且当DP-SP＞DPY时，则表示电量存储端的电量存储效率下降，则生成电量存储端性能异常信息，则导致光伏发电设备异常原因为光伏发电设备故障和电量存储端性能异常，并异常原因发送至监测中心。
当光伏发电设备正常，电流传输过程异常时，则当DP-XP＞DPY时，则表示电量存储端的电量存储效率下降，则生成电量存储端性能异常信息，则导致光伏发电设备异常原因为电流在传输过程中的损耗异常和电量存储端性能异常，并将异常原因发送至监测中心；
当光伏发电设备和电流传输过程均异常时，则当DP-SP-XP＞DPY时，则表示电量存储端的电量存储效率下降，则生成电量存储端性能异常信息，则导致光伏发电设备异常原因为光伏发电设备故障、电流在传输过程中的损耗异常以及电量存储端性能异常，并将异常原因发送至监测中心；需要进一步说明的是，在具体实施过程中，通过将光伏发电设备、电流传输线路以及电量存储端之间的运行参数进行相互独立计算，从而能够在光伏发电设备出现异常时，能够对产生异常的原因快速确定，为后续故障维修提高效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。
Claims (8)
1.一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，包括监测中心，其特征在于，所述监测中心通信连接有数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块以及故障定位模块；
所述数据采集模块用于获取光伏发电设备的运行数据，并将所获得的运行数据发送至数据处理模块，所述数据处理模块用于对光伏发电设备的运行数据进行处理，从而获得光伏发电设备的性能系数，再通过数据分析模块，根据所获得的光伏发电设备的电量存储端的电量偏差值，判断光伏发电设备的运行是否正常，当光伏发电设备出现异常时，通过故障定位模块分别对光伏发电设备、电流传输过程以及电量存储端进行分析，根据分析结果确认故障原因。
2.根据权利要求1所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述数据采集模块包括若干个数据采集终端，在光伏发电设备上设置若干个数据检测节点，并将数据采集终端分别安装在数据检测节点处，通过数据采集终端在数据检测节点处获取光伏发电设备的运行数据，包括：
获取光伏发电设备所接收到的辐射量；
获取光伏发电设备输出端的实时电流值；
获取用于进行存储电量的电量存储端所增加的电量CDZ；
获取每个数据采集终端所消耗的电量；
获取电量存储端输入端的实时电流值。
3.根据权利要求2所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述数据处理模块对光伏发电设备的运行数据的处理过程包括：
建立二维坐标系，根据光伏发电设备输出端的实时电流值和电量存储端输入端的实时电流值，分别在二维坐标系内生成电流值随时间的进行变化的电流变化曲线，根据电流变化曲线获得光伏发电设备输出端的输出电量和电量存储端的输入电量；再根据光伏发电设备输出端的输出电量以及光伏发电设备的光电转化参照表获得光伏发电设备的性能系数。
4.根据权利要求3所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述光电转化参照表包括：获得光伏发电设备单位辐射量所能产生的电量，即1单位辐射量＝k单位电量。
5.根据权利要求4所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述数据分析模块对光伏发电设备的运行状态进行分析的过程包括：
获得电量存储端所增加的理论电量LD；
当电量存储端所增加的电量LD-CDZ≤DPY时，则表示光伏发电设备运行正常；
当电量存储端所增加的电量LD-CDZ＞DPY时，则表示光伏发电设备运行存在异常。
6.根据权利要求5所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述DPY为电量偏差阈值。
7.根据权利要求5所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述故障定位模块确认光伏发电设备异常原因的过程包括：
根据光伏发电设备的电量偏差值SP以及电流在传输过程的损耗偏差值XP判断光伏发电设备和电流在传输过程是否存在异常，并通过电量存储端的电量偏差值DP与光伏发电设备的电量偏差值SP以及电流在传输过程的损耗偏差值XP之间的关系，确定电量存储端的性能是否存在异常。
8.根据权利要求3所述的一种用于物联网光伏发电设备的故障监测系统，其特征在于，所述二维坐标系的x轴为时间t，y轴为电流值；将电流变化曲线与x轴之间的区间进行标记，并获得该区间的面积，则该区间的面积为电量。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114928174A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-08-19 | 江苏润和软件股份有限公司 | 基于智能物联的光伏电站综合监控方法及系统 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104750A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Ntt Facilities Inc | 太陽光発電診断装置 |
| CN203164387U (zh) * | 2013-04-22 | 2013-08-28 | 国家电网公司 | 一种便携式光伏组件故障检测装置 |
| CN105024645A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-11-04 | 石家庄科林电气股份有限公司 | 一种基于矩阵进化的光伏阵列故障定位方法 |
| KR101728692B1 (ko) * | 2016-12-29 | 2017-04-20 | 한양전공주식회사 | 태양광 모듈의 고장 예측 모니터링 시스템 및 방법 |
| CN106711995A (zh) * | 2015-07-29 | 2017-05-24 | 成都鼎桥通信技术有限公司 | 异常损耗原因的确定方法及装置 |
| CN106712713A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-05-24 | 广西大学 | 一种光伏电站的监测系统以及监测和异常定位方法 |
| CN107134978A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-05 | 中盛阳光新能源科技有限公司 | 一种发电量曲线判别光伏组件故障的方法 |
| CN108599724A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-09-28 | 中国电建集团江西省电力建设有限公司 | 一种光伏组件在线监测系统及监测方法 |
| CN111010084A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-14 | 山东中实易通集团有限公司 | 一种光伏电站智能监控分析平台及方法 |
| CN112200377A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-08 | 国能日新科技股份有限公司 | 基于sarimax模型的光伏中长期发电量预报方法及装置 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111640727.2A patent/CN114337539B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012104750A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Ntt Facilities Inc | 太陽光発電診断装置 |
| CN203164387U (zh) * | 2013-04-22 | 2013-08-28 | 国家电网公司 | 一种便携式光伏组件故障检测装置 |
| CN105024645A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-11-04 | 石家庄科林电气股份有限公司 | 一种基于矩阵进化的光伏阵列故障定位方法 |
| CN106711995A (zh) * | 2015-07-29 | 2017-05-24 | 成都鼎桥通信技术有限公司 | 异常损耗原因的确定方法及装置 |
| KR101728692B1 (ko) * | 2016-12-29 | 2017-04-20 | 한양전공주식회사 | 태양광 모듈의 고장 예측 모니터링 시스템 및 방법 |
| CN106712713A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-05-24 | 广西大学 | 一种光伏电站的监测系统以及监测和异常定位方法 |
| CN107134978A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-05 | 中盛阳光新能源科技有限公司 | 一种发电量曲线判别光伏组件故障的方法 |
| CN108599724A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-09-28 | 中国电建集团江西省电力建设有限公司 | 一种光伏组件在线监测系统及监测方法 |
| CN111010084A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-14 | 山东中实易通集团有限公司 | 一种光伏电站智能监控分析平台及方法 |
| CN112200377A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-08 | 国能日新科技股份有限公司 | 基于sarimax模型的光伏中长期发电量预报方法及装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114928174A (zh) * | 2022-07-21 | 2022-08-19 | 江苏润和软件股份有限公司 | 基于智能物联的光伏电站综合监控方法及系统 |
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