CN115309746A - 一种用于新能源的资源数据采集方法和装置、电子设备及储存介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于新能源的资源数据采集处理方法，应用于上位机，包括：获取设定区域内的风能的采样数据；基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储；且，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。本发明解决现有技术中无法探测风电场或光电场内数据，能够根据数据对比分析和判断的结果以制定发电设备的维护时间，保证发电设备高效运行。
Description
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别涉及一种用于新能源的资源数据采集方法和装置、电子设备及储存介质。
背景技术
对于新能源行业，风能和光能资源是可再生清洁能源，风力发电和光能发电是新能源领域中技术最为成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一，目前已在全球大规模开发利用。
目前，我国缺少相关技术以了解整个风场或光能场的健康状况，无法获取风能场或光能场内的风能数据和变化周期，以配合发电设备部件的剩余使用寿命，将计划外的维护转变为计划内的活动，辅助制定维护计划，最大程度地减少发电设备的停机时间，继而无法将在合适的时间段内维护发电设备；另外，由于缺少风能和光能的数据支撑，故而无法在风电场或光电场投运后，根据实际运行中收集和分析风能数据而提供运维建议以使其更加高效。
基于此，如何实现对风、光资源数据的探测，是本领域技术人员函待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于新能源的资源数据采集处理方法和装置、电子设备及储存介质，旨在解决现有技术中无法探测风电场或光电场内数据，能够根据数据对比分析和判断的结果以制定发电设备的维护时间，保证发电设备高效运行。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
设计一种用于新能源的资源数据采集处理方法，应用于上位机，包括：
获取设定区域内的风能的采样数据；
基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；
将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储；且，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。
进一步，所述获取设定区域内的风能的采样数据，包括：
采集设定区域内的风能的模拟信号，并通过抽样、量化和编码处理以将模拟信号转化为数字信号。
进一步，所述采集设定区域内的风能的模拟信号，包括：
采集设定区域内的风能的模拟电压、模拟电流和频率信号。
进一步，所述基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，包括：
基于用户设定的统计计算时间间隔对采样数据进行统计计算。
进一步，所述将采样数据和统计值存储生成数据包、并存储，包括：
将每个所述统计计算时间间隔内的采样数据和统计值存储生成数据包、并定时发送至邮箱或FTP服务器存储。
进一步，所述基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值，包括：
基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取风速的平均值和标准偏差值；
其中，所述调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示，包括：
基于风速的平均值计算获取风机的发电量，以评估风能的丰富度；
基于标准偏差值以获取风速的波动情况，以评判风机设备运行过程中的安全性。
另，设计一种用于新能源的资源数据采集处理装置，包括：
采集发送模块，获取设定区域内的风能的采样数据；
处理存储模块，基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；
处理显示模块，将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。
进一步，所述采集发送模块通过232或485串口与处理存储模块连接。
同时，还设计一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现任一项所述的用于新能源的资源数据采集处理方法。
此外，还设计一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的用于新能源的资源数据采集处理方法。
本发明技术方案的有益技术效果是：
与现有技术相比，本发明提供的一种用于新能源的资源数据采集处理方法，通过自动采集风电场或光电场内的数据，以处理、存储，形成数据库，从而可为后续发电设备的维护以及监测风场或光能场的健康状况提供数据依据，能够实现发电设备的高效运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为一种用于新能源的资源数据采集处理方法的流程图；
图2为一种用于新能源的资源数据采集处理装置的结构示意图；
图3为采集发送模块的结构图；
图4为一种电子设备的结构示意图。
图中：1、采集发送模块，2、处理存储模块，3、处理显示模块；
20、电子设备、21、处理器，22、存储器，23、输入接口，24、输出接口，25、通讯总线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，本发明实施例公开了一种用于新能源的资源数据采集处理方法，应用于上位机，包括：
步骤S1：获取设定区域内的风能的采样数据；
在本实施例中，设定区域可根据实际运用环境和范围设定，在此不作具体限定；需要说明的是，设定区域为风电场或光电场，进而通过传感器或检测单元采集风电场或光电场内的数据，以获取采样数据；其中，当设定区域为风电场时，采样数据可为风速、风向、湍流强度及空气密度等各个指标数据；当设定区域为光电场时，采样数据可为光照强度、光照角度和光照时间等各个指标数据。
步骤S2：基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；
在本实施例中，通过处理器等设备按照用户设定的参数对采样数据进行归类统计，获取设定时间间隔内风电场或光电场的各项指标数据。
步骤S3：将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储；且，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。
在本实施例中，将设定时间间隔内的采样数据和统计计算获得的统计值进行打包处理，生产一个文件夹，后续可根据用户的数据获取指令，调出对应的文件夹，以提供数据参考。
应用本发明提供的用于新能源的资源数据采集处理方法时，通过自动采集风电场或光电场内的数据，以处理、存储，形成数据库，从而可为后续发电设备的维护以及监测风场或光能场的健康状况提供数据依据，能够实现发电设备的高效运行。
在上述实施例的基础之上，在步骤S1中，获取设定区域内的风能的采样数据，具体包括：
采集设定区域内的风能的模拟信号，并通过抽样、量化和编码处理以将模拟信号转化为数字信号。
实际使用中，具体可通过观测传感器采集风电场或光电场中各个指标数据的模拟信号，并将其进行转换而数值信号，以便于后续统计计算、显示。
为了更好的技术效果，在上述实施例的基础之上，可将各个时间间隔内的数据进行汇编统计，并绘制折线图，从而可便于用户更加直观观察某一个时间段内风电场或光电场内指标数据的变化。
更为具体地，采集设定区域内的风能的模拟信号，包括：
采集设定区域内的风能的模拟电压、模拟电流和频率信号。
在上述实施例的基础之上，在步骤S2中，基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，包括：
基于用户设定的统计计算时间间隔对采样数据进行统计计算。
具体地，风电项目前期资源观测规范上必须是10分钟内的统计数据，即该统计时间间隔为10分钟。
在步骤S3中，将采样数据和统计值存储生成数据包、并存储，包括：
将每个统计计算时间间隔内采样数据和统计值存储生成数据包、并定时发送至邮箱或FTP服务器存储，其中，将数据包发送至邮件储存，以供用户直接了解每个时间段内的采样数据；而将数据包发送至FTP服务器，可便于用户调取。
在步骤3中，基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值，包括：
基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取风速的平均值和标准偏差值；
其中，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示，包括：
基于风速的平均值计算获取风机的发电量，以评估风能的丰富度；
基于标准偏差值以获取风速的波动情况，以评判风机设备运行过程中的安全性。
更为具体地，统计值包括平均值和标准偏差值，统计值的计算是基于10分钟内的600个采样数据样本进行的计算，采样间隔为1秒，每隔10分钟整点间隔进行一次统计计算。
平均值可以代表此点位的风资源的具体情况，可以通过现有风机设备发电的公式推算出风机发电量。
标准偏差值可用评判该点位的风速波动情况，该计算值可以应用到风机设备运行过程中的安全生产评估方面。当风速超过风机的切出风速时，风机需要停止运行来保证机组的安全，此时数据采集器的最大值可用用来验证机组的安全运行机制。
如图2所示，提供一种用于新能源的资源数据采集处理装置，包括：
采集发送模块1，获取设定区域内的风能的采样数据；
具体地，如图3所示，为采集发送模块的电路图，主要由电源、隔离电路、A/D 转换电路、 数字量输出电路、RJ-45 以太网隔离通讯接口以及 MCU 等组成。采集发送模块的微控制器采用 32 位 RISC 的 ARM 芯片，具有非常快速的数据处理能力，并采用了看门狗电路，可以在出现意外时将系统重新启动，使得系统更加稳定可靠，可以应用在高性能和高速度的应用环境中。在内部输入输出单元与控制单元之间采用光电隔离，并对输入信号采取滤波措施，极大降低了工业现场干扰对模块正常运行的影响，使模块具有良好的可靠性。
采用带隔离的 RJ-45 以太网通信接口，可以避免工业现场信号对微控制器通讯接口的影响，并具有 ESD、过压、过流保护。该采集发送模块的主要功能是采集10路电流或电压及频率信号的传感器数据，将10路数据通过MOBUS-TCP协议进行统一输出，方便上位机的数据获取，提高采集发送模块的冗余性能。
处理存储模块2，基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；
在本实施例中，采用研华UNO-4671A工控机作为数据的处理和控制单元，该工控机上布置开发的组态软件系统，该系统主要功能是完成对下级采集模块的数据采集，数据处理和统计计算，数据存储及数据发送的功能，且具备按日期查询数据库并补发数据的功能，在接收到日期字符串后，自动检索数据库对该时段的数据进行二次发送。该系统具备下位机自动扫描的功能，可以按需求自行添加采集模块的数量，解决了目前行业内采集通道固定，无法自行解决采集通道自行增加的功能。
处理显示模块3，将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。
在上述实施例的基础之上，采集发送模块通过232或485串口与处理存储模块连接，即采集发送模块通过Modbus-RTU/TCP协议与处理存储模块进行通信；
处理显示模块根据MODBUS-TCP/RTU等协议从处理存储模块读取存储的数据，并显示。
优选地，还包括控制模块，控制模块可以将每天的数据取出生成每天的文件，也可以自行指定发送的时间以发送至邮箱或FTP服务器存储。
需要补充说明的是，本发明开发了一种可采集新能源资源观测领域各种传感器信号，对数据进行统计计算、存储、转发及无线发送的系统。本发明详细地阐述了系统的硬件及软件设计，给出了系统的硬件组成结构及部分应用程序。硬件主要包括采集发送模块、处理存储模块、处理显示模块、通信模块，软件主要是运行的数据采集及处理程序。该系统具备下位机自动扫描的功能，可以按需求自行添加采集模块的数量，解决了目前行业内采集通道固定，无法自行解决采集通道自行增加的功能。
如图4所示，本申请的实施例还公开了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任一项所述的用于新能源的资源数据采集处理方法。
需要说明的是，该图4是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图4为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备 20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源、通信接口、输入接口23、输出接口24和通信总线25。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的一种用于新能源的资源数据采集处理方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。
本实施例中，电源用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口23能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵 循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进 行具体限定；输入接口23和输出接口24，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、 磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统、计算机程序等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算 机程序，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的用于新能源的资源数据采集处理方法方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
进一步的，本申请还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的用于新能源的资源数据采集处理方法方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，应用于上位机，包括：
获取设定区域内的风能的采样数据；
基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；
将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储；且，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。
2.根据权利要求1所述的用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，所述获取设定区域内的风能的采样数据，包括：
采集设定区域内的风能的模拟信号，并通过抽样、量化和编码处理以将模拟信号转化为数字信号。
3.根据权利要求2所述的用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，所述采集设定区域内的风能的模拟信号，包括：
采集设定区域内的风能的模拟电压、模拟电流和频率信号。
4.根据权利要求1所述的用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，所述基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，包括：
基于用户设定的统计计算时间间隔对采样数据进行统计计算。
5.根据权利要求4所述的用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，所述将采样数据和统计值存储生成数据包、并存储，包括：
将每个所述统计计算时间间隔内的采样数据和统计值存储生成数据包、并定时发送至邮箱或FTP服务器存储。
6.根据权利要求1所述的用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，所述基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值，包括：
基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取风速的平均值和标准偏差值；
其中，所述调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示，包括：
基于风速的平均值计算获取风机的发电量，以评估风能的丰富度；
基于标准偏差值以获取风速的波动情况，以评判风机设备运行过程中的安全性。
7.一种用于新能源的资源数据采集处理装置，其特征在于，包括：
采集发送模块，获取设定区域内的风能的采样数据；
处理存储模块，基于用户设定参数对采样数据进行统计计算，以获取统计值；
处理显示模块，将采样数据和与其对应的统计值存储生成数据包、并存储，当检测到用户的数据获取指令时，调取所述数据获取指令对应的数据包、并将根据所述数据包内的统计值计算获取风能的质量数据发送至智能终端并显示。
8.根据权利要求7所述的用于新能源的资源数据采集处理方法，其特征在于，所述采集发送模块通过232或485串口与处理存储模块连接。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至5任一项所述的用于新能源的资源数据采集处理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的用于新能源的资源数据采集处理方法。
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