CN114844467A - 一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，涉及光伏集控技术领域，通过将光伏板按区域划分位置以及为每个区域以及区域内的光伏板编号，帮助管理人员及时的从大量光伏板中找出异常的光伏板；通过设置一个组件运行状态监测模块以及一个逆变器运行状态监测模块实时获取光伏组件以及逆变器的温度、电流、电压等数据，实时根据数据分析光伏板是否异常；并在光伏板出现异常时及时通知管理人员；解决了对大规模光伏板的运行状态的实时监控以及定位问题。
Description
技术领域
本发明属于光伏监控领域，涉及物联网技术，具体是一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法。
背景技术
随着低碳环保理念的日益深入，通过清洁能源发电的技术也得到广泛的普及；其中清洁能源发电技术以光伏发电最为成熟；目前，光伏发电已深刻的进入了成千上万的居民的日常生活中；
光伏板最为重要的两个部件为组件和逆变器；其中组件用于将太阳能转化为直流电；而逆变器用于将直流电转化为居民可使用的交流电；
而由于光伏板长期处于室外，且经过长期的使用和损耗，往往会出现一些故障，如组件出现的热斑效应；因此，如何及时发现光伏板存在的异常，并帮助管理人员精确定位每块光伏板，以减少因光伏板故障导致的不可挽回的损成为一项需要解决的重大问题；
为此，提出一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，该一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法通过将光伏板按区域划分位置以及为每个区域以及区域内的光伏板编号，帮助管理人员及时的从大量光伏板中找出异常的光伏板；通过设置一个组件运行状态监测模块以及一个逆变器运行状态监测模块实时获取光伏组件以及逆变器的温度、电流、电压等数据，实时根据数据分析光伏板是否异常；并在光伏板出现异常时及时通知管理人员；解决了对大规模光伏板的运行状态的实时监控以及定位问题。
为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，包括以下步骤：
步骤一：将光伏板按所在区域划分为若干组，在每组光伏板所在区域选择一处安置一个定位装置以及一个无线信号收发装置；为每块区域编号，并在电子地图中展示出每块区域的覆盖范围以及编号；为每个区域的每个光伏板编号，将编号称为区域内编号；
步骤二：为每块光伏板放置一个组件运行状态监测模块以及一个逆变器运行状态监测模块；
步骤三：将每个组件运行状态监测模块与逆变器运行状态监测模块与光伏板所在区域的无线信号收发装置使用电气方式连接；且组件运行状态监测模块与逆变器运行状态模块监测的运行数据实时发送至集控模块；
步骤四：集控模块实时分析组件运行状态监测模块与逆变器运行状态模块发送的组件以及逆变器的运行数据；根据运行数据判断组件和逆变器的运行状态；若判断数据无异常，则不做处理；否则转至步骤五；
步骤五：集控模块向管理客户端发送报警信息；
其中，每个区域的编号与光伏板编号的结合作为每块光伏板的全局编号；每个组件运行状态监测模块以及逆变器运行状态监测模块在安装时录入所监测光伏板的区域内编号；
所述电子地图通过卫星地图获取每个光伏板组所在的区域；并在电子地图中按固定比例展示每个区域的范围以及区域的编号；
所述组件运行状态监测模块主要用于监测光伏组件的运行状态；包括温度监测单元、电流监测单元以及发电量监测单元；
其中，所述温度监测单元主要用于实时测量光伏板的温度；所述温度传感器实时监测光伏板的温度；并实时将温度数据以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
其中，所述电流监测单元主要用于实时监测光伏板产生的电流稳定情况；所述电流传感器实时监测光伏板产生的电流大小；并实时将电流值以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
其中，所述电量监测单元主要用于测量每块光伏板每天产生的电量；所述电量监测单元每隔24小时发送一次当天光伏板产生的总电量以及光伏板区域内编号至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
其中，所述逆变器主要用于监测光伏逆变器的监测状态；包括转化电量监测单元以及电压监测单元；
可以理解的是，光伏逆变器的主要作用为将光伏组件产生的直流电转化为交流电；所述转化电量监测单元主要用于测量每日逆变器将直流电转化为交流电的电量；所述转化电量监测单元每隔24小时将当日逆变器转化的交流电电量以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
其中，所述电压监测单元，主要用于监测逆变器的输出电压以及并网电压的电压值；所述电压监测单元实时将监测的输出电压以及并网电压的电压值以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
所述无线信号收发装置与集控模块以无线网络方式连接；所述无线信号收发装置将接收到的组件运行状态监测模块中的温度监测单元和电流监测单元发送的数据实时发送至集控模块；每隔24小时，将接收到的电量监测单元发送的数据发送至集控模块；
所述无线信号收发装置将接收到的逆变器运行状态监测模块中的电压监测单元发送的数据实时发送中集控模块；每隔24小时，将接收到的转化电量监测单元发送的数据发送至集控模块；
所述集控模块主要用于分析组件以及逆变器的运行状态是否异常；
其中，所述温度异常报警信息、电流异常报警信息、电量异常报警信息、转化异常报警信息以及电压异常报警信息均包含异常组件的全局编号；
其中，所述管理客户端主要用于提醒管理人员及时检查出现异常的光伏板；所述管理客户端与各个区域的定位装置以无线网络方式连接；管理人员根据出现异常光伏板所在区域的编号，通过管理客户端查看对应编号区域的定位装置所在位置；管理人员前往异常光伏板所在区域后，根据异常光伏板的区域内编号查找异常光伏板所在位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将光伏板按区域划分位置以及为每个区域以及区域内的光伏板编号，帮助管理人员及时的从大量光伏板中找出异常的光伏板；通过设置一个组件运行状态监测模块以及一个逆变器运行状态监测模块实时获取光伏组件以及逆变器的温度、电流、电压等数据，实时根据数据分析光伏板是否异常；并在光伏板出现异常时及时通知管理人员；解决了对大规模光伏板的运行状态的实时监控以及定位问题。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，包括以下步骤：
步骤一：将光伏板按所在区域划分为若干组，在每组光伏板所在区域选择一处安置一个定位装置以及一个无线信号收发装置；为每块区域编号，并在电子地图中展示出每块区域的覆盖范围以及编号；为每个区域的每个光伏板编号，将编号称为区域内编号；
步骤二：为每块光伏板放置一个组件运行状态监测模块以及一个逆变器运行状态监测模块；
步骤三：将每个组件运行状态监测模块与逆变器运行状态监测模块与光伏板所在区域的无线信号收发装置使用电气方式连接；且组件运行状态监测模块与逆变器运行状态模块监测的运行数据实时发送至集控模块；
步骤四：集控模块实时分析组件运行状态监测模块与逆变器运行状态模块发送的组件以及逆变器的运行数据；根据运行数据判断组件和逆变器的运行状态；若判断数据无异常，则不做处理；否则转至步骤五；
步骤五：集控模块向管理客户端发送报警信息；
其中，每个区域的编号与光伏板编号的结合作为每块光伏板的全局编号；每个组件运行状态监测模块以及逆变器运行状态监测模块在安装时录入所监测光伏板的区域内编号；
所述电子地图为管理客户端的一个功能；所述电子地图具有可视化功能；并通过卫星地图获取每个光伏板组所在的区域；并在电子地图中按固定比例展示每个区域的范围以及区域的编号；
所述组件运行状态监测模块主要用于监测光伏组件的运行状态；包括温度监测单元、电流监测单元以及发电量监测单元；
可以理解的是，光伏板在长期使用过程中，容易产生热斑效应、接线盒与连接器故障等问题，而这些问题往往会导致光伏板局部过热，从而导致火灾的发生；因此需要在光伏板上安装温度监测单元；
其中，所述温度监测单元主要用于实时测量光伏板的温度；所述温度监测单元为若干个放置在光伏板上的温度传感器；所述温度传感器实时监测光伏板的温度；并实时将温度数据以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
进一步的，在光伏实际运行中，往往还存在因光伏板部分区域被树木或其他物体遮盖，导致光伏板光照不均，进一步导致产生的电流不稳定的问题；因此需要为每块光伏板安装电流监测单元；
其中，所述电流监测单元主要用于实时监测光伏板产生的电流稳定情况；所述电流监测单元为安装在每个光伏板电流输出端的电流传感器；所述电流传感器实时监测光伏板产生的电流大小；并实时将电流值以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
进一步的，光伏板每日发电量需实时监控，以监测光伏板发电量是否在正常范围内；因此，需要在光伏板上安装电量监测单元；
其中，所述电量监测单元主要用于测量每块光伏板每天产生的电量；所述电量监测单元可以为安装在光伏板电流输出端的电表；所述电量监测单元每隔24小时发送一次当天光伏板产生的总电量以及光伏板区域内编号至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
其中，所述逆变器主要用于监测光伏逆变器的监测状态；包括转化电量监测单元以及电压监测单元；
可以理解的是，光伏逆变器的主要作用为将光伏组件产生的直流电转化为交流电；所述转化电量监测单元主要用于测量每日逆变器将直流电转化为交流电的电量；所述转化电量监测单元每隔24小时将当日逆变器转化的交流电电量以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
其中，所述电压监测单元，主要用于监测逆变器的输出电压以及并网电压的电压值；所述电压监测单元实时将监测的输出电压以及并网电压的电压值以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
所述无线信号收发装置与集控模块以无线网络方式连接；所述无线信号收发装置将接收到的组件运行状态监测模块中的温度监测单元和电流监测单元发送的数据实时发送至集控模块；每隔24小时，将接收到的电量监测单元发送的数据发送至集控模块；
所述无线信号收发装置将接收到的逆变器运行状态监测模块中的电压监测单元发送的数据实时发送中集控模块；每隔24小时，将接收到的转化电量监测单元发送的数据发送至集控模块；
所述集控模块主要用于分析组件以及逆变器的运行状态是否异常；所述集控模块分析组件以及逆变器运行状态是否异常包括以下方式：
方式一：集控模块根据接收到的组件的实时温度，判断组件温度是否大于温度阈值T，当组件温度大于温度阈值T时，判断组件出现温度异常，向管理客户端发送温度异常报警信息；所述温度阈值T根据实际经验设置；
方式二：集控模块根据接收到的组件的电流波动大小，判断电流强度最大振幅是否大于电流振幅阈值A，以及电流强度一定时间内振幅大于电流振幅阈值B的次数大于次数阈值N时，判断组件出现电流异常，向管理客户端发送电流异常报警信息；所述电流振幅阈值A、电流振幅阈值B以及次数阈值N根据实际经验设置；
方式三：集控模块根据接收到的组件当日产生的电量大小，判断当日产生的电量是否大于电量阈值M；当日产生电量大于电量阈值M时，判断组件出现电量异常；向管理客户端发送电量异常报警信息；所述电量阈值M根据实际经验设置；
方式四：集控模块根据接收到的逆变器每日转化的交流电电量大小，以及当日组件产生的电量大小，计算逆变器转化的效率；判断逆变器转化效率是否小于转化效率阈值P，若转化效率小于转化效率阈值P，则判断组件出现转化异常；向管理客户端发送转化异常报警信息；所述转化效率阈值P根据实际经验设置；
方式五：集控模块根据接收到的逆变器的输出电压以及并网电压的电压值，判断输出电压以及并网电压的电压值是否小于输出电压阈值V1以及并网电压阈值V2，若输出电压小于输出电压阈值V1或并网电压小于并网电压阈值V2，则判断逆变器出现电压异常；向管理客户端发送电压异常报警信息；所述输出电压阈值V1以及并网电压阈值V2均根据实际经验设置；
其中，所述温度异常报警信息、电流异常报警信息、电量异常报警信息、转化异常报警信息以及电压异常报警信息均包含异常组件的全局编号；
其中，所述管理客户端主要用于提醒管理人员及时检查出现异常的光伏板；所述管理客户端与各个区域的定位装置以无线网络方式连接；管理人员根据出现异常光伏板所在区域的编号，通过管理客户端查看对应编号区域的定位装置所在位置；管理人员前往异常光伏板所在区域后，根据异常光伏板的区域内编号查找异常光伏板所在位置。
上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
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)
1.一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将光伏板按所在区域划分为若干组，在每组光伏板所在区域选择一处安置一个定位装置以及一个无线信号收发装置；为每块区域编号，并在电子地图中展示出每块区域的覆盖范围以及编号；为每个区域的每个光伏板编号，将编号称为区域内编号；
每个区域的编号与光伏板编号的结合作为每块光伏板的全局编号；
步骤二：为每块光伏板放置一个组件运行状态监测模块以及一个逆变器运行状态监测模块；每个组件运行状态监测模块以及逆变器运行状态监测模块在安装时录入所监测光伏板的区域内编号；
步骤三：将每个组件运行状态监测模块与逆变器运行状态监测模块与光伏板所在区域的无线信号收发装置使用电气方式连接；且组件运行状态监测模块与逆变器运行状态模块监测的运行数据实时发送至集控模块；
步骤四：集控模块实时分析组件运行状态监测模块与逆变器运行状态模块发送的组件以及逆变器的运行数据；根据运行数据判断组件和逆变器的运行状态；若判断数据无异常，则不做处理；否则转至步骤五；
步骤五：集控模块向管理客户端发送报警信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，所述电子地图为管理客户端的一个功能；通过卫星地图获取每个光伏板组所在的区域；并在电子地图中按比例展示每个区域的范围，且在电子地图中为每个区域标上编号。
3.根据权利要求1所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，所述组件运行状态监测模块用于监测光伏组件的运行状态；包括温度监测单元、电流监测单元以及发电量监测单元；
所述温度监测单元用于实时测量光伏板的温度；所述温度监测单元为若干个放置在光伏板上的温度传感器；所述温度传感器实时监测光伏板的温度；并实时将温度数据以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
所述电流监测单元用于实时监测光伏板产生的电流稳定情况；所述电流监测单元为安装在每个光伏板电流输出端的电流传感器；所述电流传感器实时监测光伏板产生的电流大小；并实时将电流值以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
所述电量监测单元用于测量每块光伏板每天产生的电量；所述电量监测单元为安装在光伏板电流输出端的电表；所述电量监测单元每隔24小时发送一次当天光伏板产生的总电量以及光伏板区域内编号至光伏板所在区域的无线信号收发装置。
4.根据权利要求1所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，所述逆变器用于监测光伏逆变器的监测状态；包括转化电量监测单元以及电压监测单元；
所述转化电量监测单元用于测量每日逆变器将直流电转化为交流电的电量；所述转化电量监测单元每隔24小时将当日逆变器转化的交流电电量以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置；
所述电压监测单元，用于监测逆变器的输出电压以及并网电压的电压值；所述电压监测单元实时将监测的输出电压以及并网电压的电压值以及光伏板区域内编号发送至光伏板所在区域的无线信号收发装置。
5.根据权利要求1所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，所述无线信号收发装置与集控模块以无线网络方式连接；所述无线信号收发装置将接收到的组件运行状态监测模块中的温度监测单元和电流监测单元发送的数据实时发送至集控模块；每隔24小时，将接收到的电量监测单元发送的数据发送至集控模块；
所述无线信号收发装置将接收到的逆变器运行状态监测模块中的电压监测单元发送的数据实时发送中集控模块；每隔24小时，将接收到的转化电量监测单元发送的数据发送至集控模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，所述集控模块分析组件以及逆变器运行状态是否异常包括以下方式：
方式一：集控模块根据接收到的组件的实时温度，判断组件温度是否大于温度阈值T，当组件温度大于温度阈值T时，判断组件出现温度异常，向管理客户端发送温度异常报警信息；所述温度阈值T根据实际经验设置；
方式二：集控模块根据接收到的组件的电流波动大小，判断电流强度最大振幅是否大于电流振幅阈值A，以及电流强度一定时间内振幅大于电流振幅阈值B的次数大于次数阈值N时，判断组件出现电流异常，向管理客户端发送电流异常报警信息；所述电流振幅阈值A、电流振幅阈值B以及次数阈值N根据实际经验设置；
方式三：集控模块根据接收到的组件当日产生的电量大小，判断当日产生的电量是否大于电量阈值M；当日产生电量大于电量阈值M时，判断组件出现电量异常；向管理客户端发送电量异常报警信息；所述电量阈值M根据实际经验设置；
方式四：集控模块根据接收到的逆变器每日转化的交流电电量大小，以及当日组件产生的电量大小，计算逆变器转化的效率；判断逆变器转化效率是否小于转化效率阈值P，若转化效率小于转化效率阈值P，则判断组件出现转化异常；向管理客户端发送转化异常报警信息；所述转化效率阈值P根据实际经验设置；
方式五：集控模块根据接收到的逆变器的输出电压以及并网电压的电压值，判断输出电压以及并网电压的电压值是否小于输出电压阈值V1以及并网电压阈值V2，若输出电压小于输出电压阈值V1或并网电压小于并网电压阈值V2，则判断逆变器出现电压异常；向管理客户端发送电压异常报警信息；所述输出电压阈值V1以及并网电压阈值V2均根据实际经验设置。
7.根据权利要求6所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，其中，所述温度异常报警信息、电流异常报警信息、电量异常报警信息、转化异常报警信息以及电压异常报警信息均包含异常组件的全局编号。
8.根据权利要求1所述的一种基于新能源集控的光伏运行状态分析方法，其特征在于，所述管理客户端用于提醒管理人员及时检查出现异常的光伏板；所述管理客户端与各个区域的定位装置以无线网络方式连接；
管理人员根据出现异常光伏板所在区域的编号，通过管理客户端查看对应编号区域的定位装置所在位置；管理人员前往异常光伏板所在区域后，根据异常光伏板的区域内编号查找异常光伏板所在位置。
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Cited By (2)
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| CN116380176A (zh) * | 2023-05-29 | 2023-07-04 | 深圳市百事泰电气有限公司 | 一种基于数字信号处理的逆变器的负载预警系统 |
| CN117114254A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种电网新能源异常数据监测方法及系统 |
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Cited By (4)
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| CN116380176B (zh) * | 2023-05-29 | 2023-08-29 | 深圳市百事泰电气有限公司 | 一种基于数字信号处理的逆变器的负载预警系统 |
| CN117114254A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 山东电力工程咨询院有限公司 | 一种电网新能源异常数据监测方法及系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Guo Shaoxin Inventor after: Li Ruijuan Inventor after: Yan Zhijie Inventor after: Kang Yanan Inventor after: Li Runwei Inventor after: Zhao Jie Inventor after: Ma Zhiwei Inventor after: Cui Jia Inventor after: Li Wenjie Inventor after: Fang Bo Inventor after: Liu Aiqiang Inventor after: Gao Ning Inventor before: Guo Shaoxin Inventor before: Li Ruijuan Inventor before: Yan Zhijie Inventor before: Kang Yanan Inventor before: Li Runwei Inventor before: Zhao Jie Inventor before: Ma Zhiwei Inventor before: Cui Jia Inventor before: Li Wenjie Inventor before: Fang Bo Inventor before: Liu Aiqiang Inventor before: Gao Ning |
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| CB03 | Change of inventor or designer information |