CN116800200B - 一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能电板监管技术领域，具体是一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，包括服务器、运行日志策略分析模块、运环追溯反馈模块、电板表面检测分析模块、电板运行检测分析模块以及巡检综合评估模块；本发明通过将对应太阳能电板的运行日志分析和运行环境致损程度分析相结合以判断其运行性能状况，管理人员得以及时淘汰和对相应太阳能电板加强监管，以及通过将对应太阳能电板进行表面检测分析和运行检测分析，以便及时进行对应太阳能电板的检查维护，且在生成表面监控正常信号和运行监控正常信号时将其进行巡检综合评估，有效保证太阳能电板的高效稳定且安全运行。

Description

一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统

技术领域

本发明涉及太阳能电板监管技术领域，具体是一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统。

背景技术

太阳能电板也称为太阳能电池板，是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的一种装置，太阳能电板主要分为光伏发电和光热发电两种类型，其中最常见的是光伏发电，它利用硅作为能量转换的原材料，根据制作方法又分为单晶硅太阳能板和多晶硅太阳能板，太阳能电板在光照充足的情况下能产生电能，其产生的电能可以直接用于设备供电或储存于电池备用；

在太阳能电板的运行过程中需要对其进行监管，目前主要通过人为巡检和定期维护的方式来进行监管，无法基于太阳能电板的运行日志分析和运行环境致损程度分析以判断其运行性能状况，管理人员难以及时淘汰或对相应太阳能电板加强监管，以及难以实现对太阳能电板表面和运行的有效监测并反馈预警，导致管理人员无法及时进行对应太阳能电板的检查维护，不利于保证太阳能电板的安全高效且稳定运行；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，解决了现有技术无法基于太阳能电板的运行日志分析和运行环境致损程度分析以判断其运行性能状况，以及难以实现对太阳能电板表面和运行的有效监测并反馈预警，不利于保证太阳能电板安全高效且稳定运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，包括服务器、运行日志策略分析模块、运环追溯反馈模块、电板表面检测分析模块、电板运行检测分析模块以及巡检综合评估模块；服务器获取到所需监控的太阳能电板，将对应太阳能电板标记为目标电板i，i={1,2，…，n}，n表示所需监控的太阳能电板数量且n为大于1的自然数；运行日志策略分析模块将目标电板i进行日志策略分析以得到日志分析值，据此以生成目标电板i的淘汰信号或运环追溯信号，将目标电板i的运环追溯信号以及日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块；

运环追溯反馈模块接收到运环追溯信号后将目标电板i的历史运行环境进行分析，据此将目标电板i的对应运行日期标记为高致损日、中致损日或低致损日，以及通过分析生成目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号；将目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号经服务器发送至安全监控终端；电板表面检测分析模块将目标电板i进行表面检测分析，据此以生成表面监控预警信号或表面监控正常信号，将表面监控预警信号经服务器发送至安全监控终端，且将表面监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块；

电板运行检测分析模块将目标电板i进行运行检测分析，据此以生成运行监控预警信号或运行监控正常信号，将运行监控预警信号经服务器发送至安全监控终端，且将运行监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块；巡检综合评估模块在接收到目标电板i的表面监控正常信号和运行监控正常信号时将目标电板i进行巡检综合评估，通过分析以判断是否生成巡检考量信号，将目标电板i的巡检考量信号经服务器发送至安全监控终端。

进一步的，运行日志策略分析模块的具体运行过程包括:

获取到目标电板i的首次投入使用日期，将当前日期与首次投入使用日期进行时间差计算得到发电时长，并采集到目标电板i的每次维护检修日期，将相邻两组维护检修日期进行时间差计算以得到维护间隔时长，将所有维护间隔时长进行求和计算并取均值以得到维间时长表现值；以及获取到目标电板i每次维护检修的时长，将每次维护检修的时长进行求和计算并取均值以得到维护时长表现值；

通过电板故障追溯分析以得到故障表现值，将发电时长、维护间隔时长、维护时长表现值和故障表现值进行归一化计算以得到日志分析值，将日志分析值与预设日志分析阈值进行数值比较，若日志分析值超过预设日志分析阈值，则生成目标电板i的淘汰信号；若日志分析值未超过预设日志分析阈值，则生成运环追溯信号，并将目标电板i的运环追溯信号以及对应日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块。

进一步的，电板故障追溯分析的具体分析过程如下：

以当前日期为时间末尾点向前追溯并设定天数为L1的故障追溯周期，获取到故障追溯周期内目标电板i发生故障的次数，将目标电板i发生故障的时刻和恢复正常的时刻进行时间差计算以得到恢复时长，将恢复时长与预设恢复时长阈值进行数值比较，若恢复时长超过预设恢复时长阈值，则向对应故障过程标记为持续故障，将持续故障的数量与发生故障的次数进行比值计算以得到持故比，将持故比与发生故障的次数进行赋权求和计算得到故障表现值。

进一步的，运环追溯反馈模块的具体运行过程包括：

以两小时为时间间隔将一天划分为十二个检测时段，获取到目标电板i对应检测时段的环境温度、环境湿度、环境粉尘浓度以及环境风速数据，将预设适宜环境温度范围的最大值和最小值进行求和计算并取均值以得到环温判定值，同理获取到环湿判定值；将环境温度与环温判定值进行差值计算并取绝对值以得到环温表现数据，将环境湿度与环湿判定值进行差值计算并取绝对值以得到环湿表现数据；将环温表现数据、环湿表现数据、环境粉尘浓度和环境风速数据进行归一化计算得到时段环析值；

将时段环析值与预设时段环析阈值进行数值比较，若时段环析值超过预设时段环析阈值，则向对应检测时段分配时段判定符号SD-1，若时段分析值未超过预设时段分析阈值，则向对应检测时段分配时段判定符号SD-2；将每日与时段判定符号SD-1相对应的检测时段数量与时段判定符号SD-2的检测时段数量进行比值计算以得到日环系数，将日环系数与预设日环系数范围进行比较，若环系数超过预设日环系数范围的最大值，则将对应日期标记为高致损日，若日环系数位于预设日环系数范围内，则将对应日期标记为中致损日，若日环系数未超过预设日环系数范围的最小值，则将对应日期标记为低致损日；

通过统计以得到高致损日数量、中致损日数量和低致损日数量，将高致损日数量、中致损日数量和低致损日数量进行数值计算得到运环风险值，基于日志分析值以确定监管影响因子的数值，将运环风险值与对应监管影响因子相乘以得到监管分析值；将监管分析值与预设监管分析范围进行数值比较，若监管分析值超过预设监管分析范围的最大值，则生成目标电板i的淘汰信号，若监管分析值位于预设监管分析范围内，则生成目标电板i的强监管信号，若监管分析值未超过预设监管分析范围的最小值，则生成目标电板i的弱监管信号。

进一步的，基于日志分析值以确定监管影响因子的数值的具体过程如下：

将预设日志分析阈值减去目标电板i的日志分析值以得到日志分析差值，调取k组预设日志分析差值范围，k为大于等于3的正整数，每组预设日志分析差值范围均对应一组预设数值，预设数值集合为{b1，b2，…，bk}；且预设日志分析差值范围按照由小到大的顺序进行排序，预设数值集合内的子集按照由大到小的顺序进行排序；将日志分析差值与所有预设日志分析差值范围进行逐一比较，若日志分析差值位于对应预设日志分析差值范围内，则将对应预设日志分析差值范围标记为选中范围，将选中范围所对应的预设数值标记为监管影响因子。

进一步的，电板表面检测分析模块的具体运行过程包括：

获取到目标电板i的表面脏污区域和表面承压数据，将所有表面脏污区域的面积进行求和计算以得到表面脏污总面积；并将目标电板i的表面设定若干个检测方格，采集到所有检测方格的实时温度，将所有检测方格的实时温度进行求和计算并取均值得到温均系数，将最大实时温度与最小实时温度进行差值计算得到温差系数，将温均系数和温差系数进行数值计算以得到表面实温系数；

将目标电板i的表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数与对应预设阈值分别进行数值比较，若表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数中存在至少一项超过对应预设阈值，则生成表面监控预警信号；

若表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数均未超过对应预设阈值，则将表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数进行归一化计算得到表面检测系数；将表面检测系数与预设表面检测系数阈值进行数值比较，若表面检测系数超过预设表面检测系数阈值，则生成目标电板i的表面监控预警信号，否则生成目标电板i的表面监控正常信号，且将表面监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块。

进一步的，电板运行检测分析模块的具体分析过程包括：

获取到监测时段目标电板i的电流曲线和电压曲线以及平均电流值和平均电压值，将电流曲线中的相邻波峰点和波谷点进行竖向距离计算以得到电流峰谷差值，将所有电流峰谷差值进行求和计算并取均值以得到电流峰谷值，将平均电流值与预设适宜电流值进行差值计算并取绝对值以得到电流偏适数据，将电流峰谷值与电流偏适数据进行赋权求和计算以得到电流检测值；同理获取到电压检测值；

以及采集到目标电板i的晃动频率和晃动幅度，将晃动频率和晃动幅度与预设晃动频率阈值和预设晃动幅度阈值分别进行数值比较，若晃动频率超过预设晃动频率阈值或晃动幅度超过预设晃动幅度阈值，则判断晃动异常，将监测时段判断目标电板i晃动异常的次数标记为晃动不良数据；将电流检测值、电压检测值和晃动不良数据进行归一化计算以得到运行检测系数，将运行检测系数与预设运行检测系数阈值进行数值比较，若运行检测系数超过预设运行检测系数阈值，则生成目标电板i的运行监控预警信号；否则生成目标电板i的运行监控正常信号，并将运行监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块。

进一步的，巡检综合评估模块的具体运行过程包括：

获取到目标电板i的表面检测系数和运行检测系数，将预设表面检测系数阈值减去表面检测系数以得到表面检测差值，将预设运行检测系数阈值减去运行检测系数以得到运行检测差值，以及获取到目标电板i的相邻上一次维护检修日期，将当前日期与相邻上一次维护检修日期进行时间差计算以得到目标电板i的待巡时长；

向目标电板i分配预设巡检综评阈值，若目标电板i与强监管信号相对应，则预设巡检综评阈值的数值为YQ1，若目标电板i与弱监管信号相对应，则预设巡检综评阈值的数值为YQ2，且0＜YQ1＜YQ2；将表面检测差值、运行检测差值和待巡时长进行数值计算以得到巡检综评值，将巡检综评值与对应的预设巡检综评阈值进行数值比较，若巡检综评值超过对应的预设巡检综评阈值，则生成巡检考量信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过将目标电板i进行日志策略分析以得到日志分析值，据此以生成目标电板i的淘汰信号或运环追溯信号，在生成运环追溯信号时将目标电板i的历史运行环境进行分析，据此将目标电板i的对应运行日期标记为高致损日、中致损日或低致损日，以及通过分析生成目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号，管理人员接收到淘汰信号后应当及时将对应目标电板i淘汰更换，在接收到强监管信号后加强对应目标电板i的监管，实现多组太阳能电板的有效监管；

2、本发明中，通过将目标电板i进行表面检测分析，据此以生成表面监控预警信号或表面监控正常信号，以便及时进行目标电板i的表面检查和清理，且通过将目标电板i进行运行检测分析，据此以生成表面运行监控预警信号或运行监控正常信号，以便及时进行目标电板i的检查维护，进一步保证目标电板i的高效稳定且安全运行，且在生成表面监控正常信号和运行监控正常信号时通过巡检综合评估模块将目标电板i进行巡检综合评估，有助于保证太阳能电板的高效稳定且安全运行。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明中实施例一的系统框图；

图2为本发明中实施例二的系统框图。

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。

实施例一：如图1所示，本发明提出的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，包括服务器、运行日志策略分析模块、运环追溯反馈模块、电板表面检测分析模块以及电板运行检测分析模块，服务器与运行日志策略分析模块、运环追溯反馈模块、电板表面检测分析模块以及电板运行检测分析模块均通信连接，且服务器通信连接安全监控终端；

服务器获取到所需监控的太阳能电板，将对应太阳能电板标记为目标电板i，i={1,2，…，n}，n表示所需监控的太阳能电板数量且n为大于1的自然数；运行日志策略分析模块将目标电板i进行日志策略分析以得到日志分析值，据此以生成目标电板i的淘汰信号或运环追溯信号，将目标电板i的运环追溯信号以及日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块，将目标电板i的淘汰信号经服务器发送至安全监控终端，管理人员接收到淘汰信号后应当及时将对应目标电板i淘汰更换；运行日志策略分析模块的具体运行过程如下:

获取到目标电板i的首次投入使用日期，将当前日期与首次投入使用日期进行时间差计算得到发电时长，并采集到目标电板i的每次维护检修日期，将相邻两组维护检修日期进行时间差计算以得到维护间隔时长，将所有维护间隔时长进行求和计算并取均值以得到维间时长表现值；以及获取到目标电板i每次维护检修的时长，将每次维护检修的时长进行求和计算并取均值以得到维护时长表现值；其中，维间时长表现值的数值越小，维护时长表现值的数值越大，表明在目标电板i的历史运行过程中对其的维护情况越好；

以当前日期为时间末尾点向前追溯并设定天数为L1的故障追溯周期，优选的，L1为90天；获取到故障追溯周期内目标电板i发生故障的次数，将目标电板i发生故障的时刻和恢复正常的时刻进行时间差计算以得到恢复时长，将恢复时长与预设恢复时长阈值进行数值比较，若恢复时长超过预设恢复时长阈值，表明目标电板i的对应故障较严重，则向对应故障过程标记为持续故障，将持续故障的数量与发生故障的次数进行比值计算以得到持故比，通过公式GXi=a1*CBi+a2*FPi将持故比CBi与发生故障的次数FPi进行赋权求和计算得到故障表现值GXi；其中，a1、a2为预设权重系数，a1＞a2＞0；

通过公式RFi=b1*FSi+b2*QTi+b3/QWi+b4*GXi将发电时长FSi、维护间隔时长QTi、维护时长表现值QWi和故障表现值GXi进行归一化计算以得到日志分析值RFi，其中，b1、b2、b3、b4为预设比例系数，且b1、b2、b3、b4的取值均大于零；并且，日志分析值RFi的数值越大，表明对应目标电板i的日志表现状况越差；将日志分析值RFi与预设日志分析阈值进行数值比较，若日志分析值RFi超过预设日志分析阈值，则生成目标电板i的淘汰信号；若日志分析值RFi未超过预设日志分析阈值，则生成运环追溯信号，并将目标电板i的运环追溯信号以及对应日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块。

运环追溯反馈模块接收到运环追溯信号后将目标电板i的历史运行环境进行分析，据此将目标电板i的对应运行日期标记为高致损日、中致损日或低致损日，以及通过分析生成目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号，将目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号经服务器发送至安全监控终端；运环追溯反馈模块的具体运行过程如下：

以两小时为时间间隔将一天划分为十二个检测时段，获取到目标电板i对应检测时段的环境温度、环境湿度、环境粉尘浓度以及环境风速数据，将预设适宜环境温度范围的最大值和最小值进行求和计算并取均值以得到环温判定值，同理获取到环湿判定值；将环境温度与环温判定值进行差值计算并取绝对值以得到环温表现数据，将环境湿度与环湿判定值进行差值计算并取绝对值以得到环湿表现数据；通过公式SXi=tp1*WXi+tp2*HXi+tp3*QXi+tp4*FXi将环温表现数据WXi、环湿表现数据HXi、环境粉尘浓度QXi和环境风速数据FXi进行归一化计算得到时段环析值SXi；

其中，tp1、tp2、tp3、tp4为预设权重系数，tp1、tp2、tp3、tp4的取值均大于零；并且，时段环析值SXi的数值越大，表明对应检测时段的环境状况越差，对目标电板i造成的损害越大；将时段环析值SXi与预设时段环析阈值进行数值比较，若时段环析值SXi超过预设时段环析阈值，则向对应检测时段分配时段判定符号SD-1，若时段分析值SXi未超过预设时段分析阈值，则向对应检测时段分配时段判定符号SD-2；

将每日与时段判定符号SD-1相对应的检测时段数量与时段判定符号SD-2的检测时段数量进行比值计算以得到日环系数，将日环系数与预设日环系数范围进行比较；若环系数超过预设日环系数范围的最大值，则将对应日期标记为高致损日，若日环系数位于预设日环系数范围内，则将对应日期标记为中致损日；若日环系数未超过预设日环系数范围的最小值，则将对应日期标记为低致损日；通过统计以得到高致损日数量、中致损日数量和低致损日数量，通过公式THi=（fp1*GSi+fp2*ZSi+fp3*DSi）/3将高致损日数量GSi、中致损日数量ZSi和低致损日数量DSi进行数值计算得到运环风险值THi；

其中，fp1、fp2、fp3为预设权重系数，且fp1＞fp2＞fp3＞0；并且，运环风险值THi的数值越大，表明历史运行环境对目标电板i造成的损害越大；基于日志分析值以确定监管影响因子的数值，有助于提升分析结果的精准性；将运环风险值THi与对应监管影响因子相乘以得到监管分析值；将监管分析值与预设监管分析范围进行数值比较，若监管分析值超过预设监管分析范围的最大值，则生成目标电板i的淘汰信号，后续应当及时将其淘汰；若监管分析值位于预设监管分析范围内，则生成目标电板i的强监管信号，后续应当加强目标电板i的管控；若监管分析值未超过预设监管分析范围的最小值，则生成目标电板i的弱监管信号。

进一步而言，基于日志分析值以确定监管影响因子的数值的具体过程如下：

将预设日志分析阈值减去目标电板i的日志分析值以得到日志分析差值，日志分析差值的数值越大，表明对应目标电板i的日志表现越好；调取k组预设日志分析差值范围，k为大于等于3的正整数，每组预设日志分析差值范围均对应一组预设数值（取值均大于零），预设数值集合为{b1，b2，…，bk}；且预设日志分析差值范围按照由小到大的顺序进行排序，预设数值集合内的子集按照由大到小的顺序进行排序，两者一一对应；将日志分析差值与所有预设日志分析差值范围进行逐一比较，若日志分析差值位于对应预设日志分析差值范围内，则将对应预设日志分析差值范围标记为选中范围，将选中范围所对应的预设数值标记为监管影响因子。

电板表面检测分析模块将目标电板i进行表面检测分析，据此以生成表面监控预警信号或表面监控正常信号，将目标电板i的表面监控预警信号和运行监控预警信号经服务器发送至安全监控终端，管理人员接收到表面监控预警信号时应当及时进行目标电板i的表面检查和清理，保证目标电板i的表面清洁，以及保证目标电板i的高效稳定运行，从而有利于对应太阳能电池板进行安全发电；电板表面检测分析模块的具体运行过程包括：

获取到目标电板i的表面脏污区域和表面承压数据，将所有表面脏污区域的面积进行求和计算以得到表面脏污总面积；并将目标电板i的表面设定若干个检测方格，采集到所有检测方格的实时温度，将所有检测方格的实时温度进行求和计算并取均值得到温均系数，将最大实时温度与最小实时温度进行差值计算得到温差系数，通过公式SWi=et1*WJi+et2*WFi将温均系数WJi和温差系数WFi进行数值计算以得到表面实温系数SWi；其中，et1、et2为预设权重系数，et2＞et1＞0；并且，表面实温系数SWi的数值越大，表明目标电板i的表面温度表现越差；

将目标电板i的表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数与对应预设阈值分别进行数值比较，若表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数中存在至少一项超过对应预设阈值，则生成表面监控预警信号；若表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数均未超过对应预设阈值，则通过公式BJi=es1*ZWi+es2*ZYi+es3*SWi将表面脏污总面积ZWi、表面承压数据ZYi和表面实温系数SWi进行归一化计算得到表面检测系数BJi；其中，es1、es2、es3为预设权重系数，且es1、es2、es3的取值均大于零；并且，表面检测系数BJi的数值越大，表明目标电板i的表面检测状况越差；将表面检测系数BJi与预设表面检测系数阈值进行数值比较，若表面检测系数BJi超过预设表面检测系数阈值，则生成目标电板i的表面监控预警信号；若表面检测系数BJi未超过预设表面检测系数阈值，则生成目标电板i的表面监控正常信号，且将表面监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块。

电板运行检测分析模块将目标电板i进行运行检测分析，据此以生成表面运行监控预警信号或运行监控正常信号，将目标电板i的运行监控预警信号经服务器发送至安全监控终端，管理人员接收到运行监控预警信号时应当及时进行目标电板i的检查维护，保证目标电板i的高效稳定运行，从而有利于对应太阳能电池板进行安全发电；电板运行检测分析模块的具体分析过程如下：

获取到监测时段目标电板i的电流曲线和电压曲线以及平均电流值和平均电压值，将电流曲线中的相邻波峰点和波谷点进行竖向距离计算以得到电流峰谷差值，将所有电流峰谷差值进行求和计算并取均值以得到电流峰谷值，将平均电流值与预设适宜电流值进行差值计算并取绝对值以得到电流偏适数据，通过公式LCi=et3*FGi+et4*LSi将电流峰谷值FGi与电流偏适数据LSi进行赋权求和计算以得到电流检测值LCi；其中，et3、et4为预设权重系数，且et3、et4的取值均大于零；同理获取到电压检测值YCi；

以及采集到目标电板i的晃动频率和晃动幅度，将晃动频率和晃动幅度与预设晃动频率阈值和预设晃动幅度阈值分别进行数值比较，若晃动频率超过预设晃动频率阈值或晃动幅度超过预设晃动幅度阈值，则判断晃动异常，将监测时段判断目标电板i晃动异常的次数标记为晃动不良数据；通过公式YRi=hu1*LCi+hu2*YCi+hu3*HDi将电流检测值LCi、电压检测值YCi和晃动不良数据HDi进行归一化计算以得到运行检测系数YRi，其中，hu1、hu2、hu3为预设权重系数，且hu1、hu2、hu3的取值均大于零，并且，运行检测系数YRi的数值越大，表明目标电板i的运行状况越差；将运行检测系数YRi与预设运行检测系数阈值进行数值比较，若运行检测系数YRi超过预设运行检测系数阈值，则生成目标电板i的运行监控预警信号；若运行检测系数YRi未超过预设运行检测系数阈值，则生成目标电板i的运行监控正常信号，并将运行监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块。

实施例二：如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，服务器与巡检综合评估模块通信连接，电板表面检测分析模块和电板运行检测分析模块将目标电板i的表面监控正常信号和运行监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块；巡检综合评估模块在接收到目标电板i的表面监控正常信号和运行监控正常信号时将目标电板i进行巡检综合评估，通过分析以判断是否生成巡检考量信号，将目标电板i的巡检考量信号经服务器发送至安全监控终端，管理人员接收到巡检考量信号后根据需要对相应目标电板i进行检查维护，以保证目标电板i的高效安全且稳定运行；巡检综合评估模块的具体运行过程如下：

获取到目标电板i的表面检测系数和运行检测系数，将预设表面检测系数阈值减去表面检测系数以得到表面检测差值BZi，将预设运行检测系数阈值减去运行检测系数以得到运行检测差值YZi，以及获取到目标电板i的相邻上一次维护检修日期，将当前日期与相邻上一次维护检修日期进行时间差计算以得到目标电板i的待巡时长DXi；向目标电板i分配预设巡检综评阈值，若目标电板i与强监管信号相对应，则预设巡检综评阈值的数值为YQ1，若目标电板i与弱监管信号相对应，则预设巡检综评阈值的数值为YQ2，且0＜YQ1＜YQ2；针对不同监管强度的太阳能电板采用不同的阈值，以提升分析结果精准性；

通过公式XZi=ef1*BZi+ef2*YZi+ef3*DXi将表面检测差值BZi、运行检测差值和待巡时长进行数值计算以得到巡检综评值XZi，其中，ef1、ef2、efe3为预设权重系数，ef1、ef2、efe3的取值均大于零；并且，巡检综评值XZi的数值越大，表明越需要及时进行对应目标电板i的检查维护，从而保证目标电板i的安全高效运行；将巡检综评值XZi与对应的预设巡检综评阈值进行数值比较，若巡检综评值XZi超过对应的预设巡检综评阈值，则生成巡检考量信号；若巡检综评值XZi未超过对应的预设巡检综评阈值，表明目标电板i当前表现状况较好，不需要进行检查维护，则不生成巡检考量信号。

本发明的工作原理：使用时，通过运行日志策略分析模块将目标电板i进行日志策略分析以得到日志分析值，据此以生成目标电板i的淘汰信号或运环追溯信号，将目标电板i的运环追溯信号以及日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块，运环追溯反馈模块接收到运环追溯信号后将目标电板i的历史运行环境进行分析，据此将目标电板i的对应运行日期标记为高致损日、中致损日或低致损日，以及通过分析生成目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号，管理人员接收到淘汰信号后应当及时将对应目标电板i淘汰更换，在接收到强监管信号后加强对应目标电板i的监管；电板表面检测分析模块将目标电板i进行表面检测分析，据此以生成表面监控预警信号或表面监控正常信号，管理人员接收到表面监控预警信号时及时进行目标电板i的表面检查和清理，保证目标电板i的高效稳定且安全运行，电板运行检测分析模块将目标电板i进行运行检测分析，据此以生成表面运行监控预警信号或运行监控正常信号，管理人员接收到运行监控预警信号后及时进行目标电板i的检查维护，进一步保证目标电板i的高效稳定且安全运行。

上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，包括服务器、运行日志策略分析模块、运环追溯反馈模块、电板表面检测分析模块、电板运行检测分析模块以及巡检综合评估模块；服务器获取到所需监控的太阳能电板，将对应太阳能电板标记为目标电板i，i={1,2，…，n}，n表示所需监控的太阳能电板数量且n为大于1的自然数；运行日志策略分析模块将目标电板i进行日志策略分析以得到日志分析值，据此以生成目标电板i的淘汰信号或运环追溯信号，将目标电板i的运环追溯信号以及日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块；

运环追溯反馈模块接收到运环追溯信号后将目标电板i的历史运行环境进行分析，据此将目标电板i的对应运行日期标记为高致损日、中致损日或低致损日，以及通过分析生成目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号；将目标电板i的淘汰信号、强监管信号或弱监管信号经服务器发送至安全监控终端；电板表面检测分析模块将目标电板i进行表面检测分析，据此以生成表面监控预警信号或表面监控正常信号，将表面监控预警信号经服务器发送至安全监控终端，且将表面监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块；

电板运行检测分析模块将目标电板i进行运行检测分析，据此以生成运行监控预警信号或运行监控正常信号，将运行监控预警信号经服务器发送至安全监控终端，且将运行监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块；巡检综合评估模块在接收到目标电板i的表面监控正常信号和运行监控正常信号时将目标电板i进行巡检综合评估，通过分析以判断是否生成巡检考量信号，将目标电板i的巡检考量信号经服务器发送至安全监控终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，运行日志策略分析模块的具体运行过程包括:

获取到目标电板i的首次投入使用日期，将当前日期与首次投入使用日期进行时间差计算得到发电时长，并采集到目标电板i的每次维护检修日期，将相邻两组维护检修日期进行时间差计算以得到维护间隔时长，将所有维护间隔时长进行求和计算并取均值以得到维间时长表现值；以及获取到目标电板i每次维护检修的时长，将每次维护检修的时长进行求和计算并取均值以得到维护时长表现值；

通过电板故障追溯分析以得到故障表现值，将发电时长、维护间隔时长、维护时长表现值和故障表现值进行归一化计算以得到日志分析值，将日志分析值与预设日志分析阈值进行数值比较，若日志分析值超过预设日志分析阈值，则生成目标电板i的淘汰信号；若日志分析值未超过预设日志分析阈值，则生成运环追溯信号，并将目标电板i的运环追溯信号以及对应日志分析值经服务器发送至运环追溯反馈模块。

3.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，电板故障追溯分析的具体分析过程如下：

以当前日期为时间末尾点向前追溯并设定天数为L1的故障追溯周期，获取到故障追溯周期内目标电板i发生故障的次数，将目标电板i发生故障的时刻和恢复正常的时刻进行时间差计算以得到恢复时长，将恢复时长与预设恢复时长阈值进行数值比较，若恢复时长超过预设恢复时长阈值，则向对应故障过程标记为持续故障，将持续故障的数量与发生故障的次数进行比值计算以得到持故比，将持故比与发生故障的次数进行赋权求和计算得到故障表现值。

4.根据权利要求2所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，运环追溯反馈模块的具体运行过程包括：

以两小时为时间间隔将一天划分为十二个检测时段，获取到目标电板i对应检测时段的环境温度、环境湿度、环境粉尘浓度以及环境风速数据，将预设适宜环境温度范围的最大值和最小值进行求和计算并取均值以得到环温判定值，同理获取到环湿判定值；将环境温度与环温判定值进行差值计算并取绝对值以得到环温表现数据，将环境湿度与环湿判定值进行差值计算并取绝对值以得到环湿表现数据；将环温表现数据、环湿表现数据、环境粉尘浓度和环境风速数据进行归一化计算得到时段环析值；

将时段环析值与预设时段环析阈值进行数值比较，若时段环析值超过预设时段环析阈值，则向对应检测时段分配时段判定符号SD-1，若时段分析值未超过预设时段分析阈值，则向对应检测时段分配时段判定符号SD-2；将每日与时段判定符号SD-1相对应的检测时段数量与时段判定符号SD-2的检测时段数量进行比值计算以得到日环系数，将日环系数与预设日环系数范围进行比较，若环系数超过预设日环系数范围的最大值，则将对应日期标记为高致损日，若日环系数位于预设日环系数范围内，则将对应日期标记为中致损日，若日环系数未超过预设日环系数范围的最小值，则将对应日期标记为低致损日；

通过统计以得到高致损日数量、中致损日数量和低致损日数量，将高致损日数量、中致损日数量和低致损日数量进行数值计算得到运环风险值，基于日志分析值以确定监管影响因子的数值，将运环风险值与对应监管影响因子相乘以得到监管分析值；将监管分析值与预设监管分析范围进行数值比较，若监管分析值超过预设监管分析范围的最大值，则生成目标电板i的淘汰信号，若监管分析值位于预设监管分析范围内，则生成目标电板i的强监管信号，若监管分析值未超过预设监管分析范围的最小值，则生成目标电板i的弱监管信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，基于日志分析值以确定监管影响因子的数值的具体过程如下：

将预设日志分析阈值减去目标电板i的日志分析值以得到日志分析差值，调取k组预设日志分析差值范围，k为大于等于3的正整数，每组预设日志分析差值范围均对应一组预设数值，预设数值集合为{b1，b2，…，bk}；且预设日志分析差值范围按照由小到大的顺序进行排序，预设数值集合内的子集按照由大到小的顺序进行排序；将日志分析差值与所有预设日志分析差值范围进行逐一比较，若日志分析差值位于对应预设日志分析差值范围内，则将对应预设日志分析差值范围标记为选中范围，将选中范围所对应的预设数值标记为监管影响因子。

6.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，电板表面检测分析模块的具体运行过程包括：

获取到目标电板i的表面脏污区域和表面承压数据，将所有表面脏污区域的面积进行求和计算以得到表面脏污总面积；并将目标电板i的表面设定若干个检测方格，采集到所有检测方格的实时温度，将所有检测方格的实时温度进行求和计算并取均值得到温均系数，将最大实时温度与最小实时温度进行差值计算得到温差系数，将温均系数和温差系数进行数值计算以得到表面实温系数；

将目标电板i的表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数与对应预设阈值分别进行数值比较，若表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数中存在至少一项超过对应预设阈值，则生成表面监控预警信号；

若表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数均未超过对应预设阈值，则将表面脏污总面积、表面承压数据和表面实温系数进行归一化计算得到表面检测系数；将表面检测系数与预设表面检测系数阈值进行数值比较，若表面检测系数超过预设表面检测系数阈值，则生成目标电板i的表面监控预警信号，否则生成目标电板i的表面监控正常信号，且将表面监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块。

7.根据权利要求1所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，电板运行检测分析模块的具体分析过程包括：

获取到监测时段目标电板i的电流曲线和电压曲线以及平均电流值和平均电压值，将电流曲线中的相邻波峰点和波谷点进行竖向距离计算以得到电流峰谷差值，将所有电流峰谷差值进行求和计算并取均值以得到电流峰谷值，将平均电流值与预设适宜电流值进行差值计算并取绝对值以得到电流偏适数据，将电流峰谷值与电流偏适数据进行赋权求和计算以得到电流检测值；同理获取到电压检测值；

以及采集到目标电板i的晃动频率和晃动幅度，将晃动频率和晃动幅度与预设晃动频率阈值和预设晃动幅度阈值分别进行数值比较，若晃动频率超过预设晃动频率阈值或晃动幅度超过预设晃动幅度阈值，则判断晃动异常，将监测时段判断目标电板i晃动异常的次数标记为晃动不良数据；将电流检测值、电压检测值和晃动不良数据进行归一化计算以得到运行检测系数，将运行检测系数与预设运行检测系数阈值进行数值比较，若运行检测系数超过预设运行检测系数阈值，则生成目标电板i的运行监控预警信号；否则生成目标电板i的运行监控正常信号，并将运行监控正常信号经服务器发送至巡检综合评估模块。

8.根据权利要求7所述的一种基于数据分析的太阳能电板安全监控系统，其特征在于，巡检综合评估模块的具体运行过程包括：

获取到目标电板i的表面检测系数和运行检测系数，将预设表面检测系数阈值减去表面检测系数以得到表面检测差值，将预设运行检测系数阈值减去运行检测系数以得到运行检测差值，以及获取到目标电板i的相邻上一次维护检修日期，将当前日期与相邻上一次维护检修日期进行时间差计算以得到目标电板i的待巡时长；

向目标电板i分配预设巡检综评阈值，若目标电板i与强监管信号相对应，则预设巡检综评阈值的数值为YQ1，若目标电板i与弱监管信号相对应，则预设巡检综评阈值的数值为YQ2，且0＜YQ1＜YQ2；将表面检测差值、运行检测差值和待巡时长进行数值计算以得到巡检综评值，将巡检综评值与对应的预设巡检综评阈值进行数值比较，若巡检综评值超过对应的预设巡检综评阈值，则生成巡检考量信号。