CN117277962B - 光伏电站异常监控与识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了光伏电站异常监控与识别系统，本发明涉及光伏电站监控技术领域，解决了只是单纯的对异常状态进行识别，但却无法及时分析出此光伏电站的具体异常原因的问题，本发明优先确认光伏组件内部的电势差，将电势差存在问题的光伏组件进行温度转换分析，通过考虑对应的光照与温度之间的转换比，通过分析确认此种转换比的方式，便可快速确认对应的光伏面板是否出现问题，及时修整，避免影响后续的发电效果；对电能组件进行分析时，考虑直流电状态下的波形图以及交流状态下的波形图，通过分析确认波形图之间是否存在差异的情况，来判定逆变器是否为异常运行状态，从而达到较好的异常识别处理效果，提升光伏电站的异常识别处理的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站监控技术领域，具体为光伏电站异常监控与识别系统。
背景技术
光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统；光伏电站是属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。
专利公开号为CN112737503B的申请公开了一种光伏电站监控系统、方法及存储介质，包括均与运算控制器连接的若干MPPT接口监测单元、声光报警器和监控终端；其中MPPT接口监测单元包括电压电流监测模块、温度传感器和日照辐射传感器；MPPT接口监测单元将电压电流监测模块、温度传感器和日照辐射传感器的监测数据预处理后实时发送至运算控制器，运算控制器经预设算法运算和控制策略分析后，将运算分析结果发送至声光报警器，发出预警，同时发送至监控终端，为管理员进一步操作提供实时监测数据和预警信息。与现有技术相比，本发明既可实时监测光伏电站工作状态，又可对光伏组串和组件的异常或故障隐患识别，及时发现故障、排除故障，使光伏电站良好有序的工作在最佳状态。
针对于光伏电站的异常监控时，一般根据光伏电站内部的工作参数，来判定对应光伏电站是否工作正常，若光伏电站工作异常，则派遣维护人员进行维护，但此种方式，只是单纯的对异常状态进行识别，但却无法及时分析出此光伏电站的具体异常原因，会严重影响后续维护人员的整体维护效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了光伏电站异常监控与识别系统，解决了只是单纯的对异常状态进行识别，但却无法及时分析出此光伏电站的具体异常原因的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：光伏电站异常监控与识别系统，包括：
电站监控端，用于对光伏电站的工作参数进行监控，并将所监控的工作参数传输至数据库内进行存储，同时传输至分析判定端内，其中工作参数包括电压参数、电流参数以及对应光伏电站的其他工作参数；
分析判定端，根据所监控的工作参数，并进行初步分析，来判定对应光伏电站的运行是否正常，并将异常的光伏电站标定为异常电站，具体方式为：
从所监控的工作参数内，确认对应光伏电站的电压参数以及电流参数，采用电压参数÷电流参数=标准比对参，随后，判定标准比对参数是否属于预设区间内，其中预设区间内部的两端端点值均为预设值，若属于此预设区间，不进行任何处理，若不属于此预设区间，将此标准比对参标定为异常比对参；
以异常比对参出现时间点为基点，限定监测周期T，其中T为预设值，在后续的监测周期T内，确认异常比对参所出现的具体次数，若具体次数≥5，则将此光伏电站标定为异常电站，反之，继续进行监视；
数据采集端，对光伏电站光伏组件外部的光照强度参数以及内部所产生的电势差参数进行采集，并将所采集的光照强度参数以及电势差参数传输至光伏组件分析端内；
光伏组件分析端，对异常电站的光伏组件的电势差进行确认，判定电势差是否存在问题，随后，再对存在问题的光伏组件内部的若干个光伏面板的温度进行确认，分析光照强度参数与温度参数之间的转换比，确认光伏面板是否存在异常，具体方式为：
将光伏组件外部的光照强度参数标定为GDi，其中i代表不同的时间点，确认此光伏组件所产生的电势差，并标定为DSi，再从数据库内提取此GDi所对应的标准势差BZi；
若｜DSi-BZi｜＞Y1，其中Y1为预设值，则生成异常再分析信号，反之，不进行任何处理；
根据异常再分析信号，通过数据采集端，对此光伏组件内部每个不同光伏面板的温度参数进行确认并标记为WDk，其中k代表不同的光伏面板，采用GDi÷WDk=ZHk得到不同光伏面板在同等光照强度参数状态下所产生的转换比ZHk；
将所产生的若干个不同光伏面板的不同转换比ZHk进行均值处理，确定比对均参JC，采用ZHk-JC=BFk得到不同转换比所产生的比对差值BFk，将BFk依次与预设参数Y2进行比对，当BFk＞Y2时，将对应的光伏面板标定为异常面板，反之，不进行任何标定；
将标定处理后的异常面板编号传输至显示端内，供外部人员进行查看；
电能组件分析端，优先命令数据采集端，对电能组件内逆变器所接收的直流电流参数以及所转换的交流电流参数进行采集，随后对所采集的电流参数进行分析，来判定此逆变器是否存在问题，并将存在问题的逆变器标定为异常组件，随后并传输至显示端内进行展示，标定异常组件的具体方式为：
对异常电站内逆变器进行转换前的一组直流电流闭合参数进行确认，并根据时间走向，构建一组直流波形；
再对逆变器转换后的交流电流参数的闭合参数进行确认，并根据时间走向，再结合所构建的直流波形，构建一组交流波形；
随后，从交流波形内，确定两个波形之间的分界线，其中分界线便就是直流变交流的临界线，再确定上端波形与此分界线之间的最长距离值JL1，随后，再确定下端波形与此分界线之间的最长距离值JL2，若｜JL1-JL2｜≥Y3，其中Y3为预设值，则代表两组距离值之间差距过大，将对应工作的逆变器标定为异常组件；
将所标定的异常组件传输至显示端内进行展示，供外部操作人员进行查看，及时对此逆变器进行维护处理；
若｜JL1-JL2｜＜Y3，则继续监视，当相邻的两组波形之间的距离差值超过Y3时，此处包括Y3，则将对应工作的逆变器标定为异常组件。
优选的，所述数据库，内部存储有对应光伏电站正常工作状态下所产生的若干个不同的工作参数。
本发明提供了光伏电站异常监控与识别系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
本发明优先通过确认光伏电站是否存在异常情况，并进行异常标定，随后，在对光伏电站内部的光伏组件和电能组件进行依次分析；
优先确认光伏组件内部的电势差，将电势差存在问题的光伏组件进行温度转换分析，判定部分光伏面板是否存在转换异常问题，通过考虑对应的光照与温度之间的转换比，通过分析确认此种转换比的方式，便可快速确认对应的光伏面板是否出现问题，并及时作出应对措施，及时修整，避免影响后续的发电效果；
对电能组件进行分析时，考虑直流电状态下的波形图以及交流状态下的波形图，通过分析确认波形图之间是否存在差异的情况，来判定逆变器是否为异常运行状态，从而达到较好的异常识别处理效果，提升光伏电站的异常识别处理的准确度。
附图说明
图1为本发明原理框架示意图；
图2为本发明直流波形示意图；
图3为本发明交流波形示意图。
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
请参阅图1，本申请提供了光伏电站异常监控与识别系统，包括电站监控端、数据库、分析判定端、数据采集端、光伏组件分析端、电能组件分析端以及显示端；
其中电站监控端分别与分析判定端以及数据库输入节点电性连接，其中数据库以及分析判定端与光伏组件分析端输入节点电性连接，且数据采集端分别与光伏组件分析端和电能组件分析端输入节点电性连接，其中分析判定端与电能组件分析端输入节点电性连接，其中光伏组件分析端以及电能组件分析端均与显示端输入节点电性连接；
其中，电站监控端，用于对光伏电站的工作参数进行监控，并将所监控的工作参数传输至数据库内进行存储，同时传输至分析判定端内，其中工作参数包括电压参数、电流参数以及对应光伏电站的其他工作参数，具体的，在监控过程中，均由设置于光伏电站内部的传感器进行采集，其中，所采集的参数均为正常的工作参数；
其中分析判定端，根据所监控的工作参数，并进行初步分析，来判定对应光伏电站的运行是否正常，并将异常的光伏电站标定为异常电站，其中，进行初步分析的具体方式为：
从所监控的工作参数内，确认对应光伏电站的电压参数以及电流参数，采用电压参数÷电流参数=标准比对参，随后，判定标准比对参数是否属于预设区间内，其中预设区间内部的两端端点值均为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，若属于此预设区间，不进行任何处理，若不属于此预设区间，将此标准比对参标定为异常比对参；
以异常比对参出现时间点为基点，限定监测周期T，其中T为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，在后续的监测周期T内，确认异常比对参所出现的具体次数，若具体次数≥5，则将此光伏电站标定为异常电站，反之，继续进行监视，具体的，当第一组异常比对参出现时，在后续的T时间内，若异常比对参连续出现的次数超过五次，代表对应的光伏电站在运行时，存在一定问题，故就需要对此光伏电站进行标记，若未超过五次时，则重新执行此判定逻辑即可；
其中数据库，内部存储有对应光伏电站正常工作状态下所产生的若干个不同的工作参数；
所述数据采集端，对光伏电站光伏组件外部的光照强度参数以及内部所产生的电势差参数进行采集，并将所采集的光照强度参数以及电势差参数传输至光伏组件分析端内；
光伏组件分析端，对异常电站的光伏组件的电势差进行确认，判定电势差是否存在问题，随后，再对存在问题的光伏组件内部的若干个光伏面板的温度进行确认，分析光照强度参数与温度参数之间的转换比，确认光伏面板是否存在异常，其中，进行确认的具体方式为：
将光伏组件外部的光照强度参数标定为GDi，其中i代表不同的时间点，确认此光伏组件所产生的电势差，并标定为DSi，再从数据库内提取此GDi所对应的标准势差BZi；
若｜DSi-BZi｜＞Y1，其中Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，则生成异常再分析信号，反之，不进行任何处理；
根据异常再分析信号，通过数据采集端，对此光伏组件内部每个不同光伏面板的温度参数进行确认并标记为WDk，其中k代表不同的光伏面板，采用GDi÷WDk=ZHk得到不同光伏面板在同等光照强度参数状态下所产生的转换比ZHk；
将所产生的若干个不同光伏面板的不同转换比ZHk进行均值处理，确定比对均参JC，采用ZHk-JC=BFk得到不同转换比所产生的比对差值BFk，将BFk依次与预设参数Y2进行比对，其中Y2的具体取值由操作人员根据经验拟定，当BFk＞Y2时，将对应的光伏面板标定为异常面板，反之，不进行任何标定；
将标定处理后的异常面板编号传输至显示端内，供外部人员进行查看，及时作出应对措施；
具体的，异常电站确定后，一般存在两组问题，要么就是内部光伏组件在进行电势差分配时，出现问题，要么就是电能组件逆变器在工作时出现问题，为了确认光伏组件电势差是否存在问题，便需要优先分析对应光伏组件在工作过程中，电势差是否出现问题，若出现问题，一般肯定是某块面板出现问题，可能因内部构件损坏，造成无法进行热能转换，故需要考虑对应的光照与温度之间的转换比，通过分析确认此种转换比的方式，便可快速确认对应的光伏面板是否出现问题，并及时作出应对措施，及时修整，避免影响后续的发电效果。
实施例二
本实施例相比于上述实施例，在具体实施过程中，主要针对于电能组件内部逆变器的主要参数进行分析识别，判定对应逆变器在工作过程中是否存在对应问题，因异常电站的异常原因常规有两种，故还需要对逆变器的异常进行分析识别并判断；
其中，结合图2以及图3，电能组件分析端，优先命令数据采集端，对电能组件内逆变器所接收的直流电流参数以及所转换的交流电流参数进行采集，随后对所采集的电流参数进行分析，来判定此逆变器是否存在问题，并将存在问题的逆变器标定为异常组件，随后并传输至显示端内进行展示，其中，标定异常组件的具体方式为：
对异常电站内逆变器进行转换前的一组直流电流闭合参数进行确认，并根据时间走向，构建一组直流波形，如图2所示；
再对逆变器转换后的交流电流参数的闭合参数进行确认，并根据时间走向，再结合所构建的直流波形，构建一组交流波形，如图3所示；
随后，从交流波形内，确定两个波形之间的分界线，其中分界线便就是直流变交流的临界线，再确定上端波形与此分界线之间的最长距离值JL1，随后，再确定下端波形与此分界线之间的最长距离值JL2，若｜JL1-JL2｜≥Y3，其中Y3为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，则代表两组距离值之间差距过大，将对应工作的逆变器标定为异常组件，若｜JL1-JL2｜＜Y3，则继续监视，当相邻的两组波形之间的距离差值超过Y3时，此处包括Y3，则将对应工作的逆变器标定为异常组件；
将所标定的异常组件传输至显示端内进行展示，供外部操作人员进行查看，及时对此逆变器进行维护处理；
具体的，对逆变器进行故障分析认定时，需优先考虑此逆变器转换之前的直流电流，针对于直流电流与交流电流的产生方式，可以理解为：存在一组电源以及一组用电器，以及两组控制开关序列以及控制线路，一组控制线路产生直流电，便就是将电流从用电器的一端电极向另一端电极进行传输，形成直流电，产生交流电时，便就是相反操作，重复执行来回的相反操作，便可将直流电转换为交流电；
故分析逆变器是否异常时，需考虑直流电状态下的波形图以及交流状态下的波形图，通过分析确认波形图之间是否存在差异的情况，来判定逆变器是否为异常运行状态，从而达到较好的异常识别处理效果，提升光伏电站的异常识别处理的准确度。
实施例三
本实施例在具体实施过程中，包含上述两组实施例的全部实施过程。
上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
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 (4)
1.光伏电站异常监控与识别系统，其特征在于，包括：
电站监控端，用于对光伏电站的工作参数进行监控，并将所监控的工作参数传输至数据库内进行存储，同时传输至分析判定端内，其中工作参数包括电压参数、电流参数以及对应光伏电站的其他工作参数；
分析判定端，根据所监控的工作参数，并进行初步分析，来判定对应光伏电站的运行是否正常，并将异常的光伏电站标定为异常电站；
数据采集端，对光伏电站光伏组件外部的光照强度参数以及内部所产生的电势差参数进行采集，并将所采集的光照强度参数以及电势差参数传输至光伏组件分析端内；
光伏组件分析端，对异常电站的光伏组件的电势差进行确认，判定电势差是否存在问题，随后，再对存在问题的光伏组件内部的若干个光伏面板的温度进行确认，分析光照强度参数与温度参数之间的转换比，确认光伏面板是否存在异常；
电能组件分析端，优先命令数据采集端，对电能组件内逆变器所接收的直流电流参数以及所转换的交流电流参数进行采集，随后对所采集的电流参数进行分析，来判定此逆变器是否存在问题，并将存在问题的逆变器标定为异常组件，随后并传输至显示端内进行展示；
所述分析判定端，进行初步分析的具体方式为：
从所监控的工作参数内，确认对应光伏电站的电压参数以及电流参数，采用电压参数÷电流参数=标准比对参，随后，判定标准比对参数是否属于预设区间内，其中预设区间内部的两端端点值均为预设值，若属于此预设区间，不进行任何处理，若不属于此预设区间，将此标准比对参标定为异常比对参；
以异常比对参出现时间点为基点，限定监测周期T，其中T为预设值，在后续的监测周期T内，确认异常比对参所出现的具体次数，若具体次数≥5，则将此光伏电站标定为异常电站，反之，继续进行监视；
所述光伏组件分析端，确认光伏面板是否存在异常的具体方式为：
将光伏组件外部的光照强度参数标定为GDi，其中i代表不同的时间点，确认此光伏组件所产生的电势差，并标定为DSi，再从数据库内提取此GDi所对应的标准势差BZi；
若｜DSi-BZi｜＞Y1，其中Y1为预设值，则生成异常再分析信号，反之，不进行任何处理；
根据异常再分析信号，通过数据采集端，对此光伏组件内部每个不同光伏面板的温度参数进行确认并标记为WDk，其中k代表不同的光伏面板，采用GDi÷WDk=ZHk得到不同光伏面板在同等光照强度参数状态下所产生的转换比ZHk；
将所产生的若干个不同光伏面板的不同转换比ZHk进行均值处理，确定比对均参JC，采用ZHk-JC=BFk得到不同转换比所产生的比对差值BFk，将BFk依次与预设参数Y2进行比对，当BFk＞Y2时，将对应的光伏面板标定为异常面板，反之，不进行任何标定；
将标定处理后的异常面板编号传输至显示端内，供外部人员进行查看。
2.根据权利要求1所述的光伏电站异常监控与识别系统，其特征在于，所述电能组件分析端，标定异常组件的具体方式为：
对异常电站内逆变器进行转换前的一组直流电流闭合参数进行确认，并根据时间走向，构建一组直流波形；
再对逆变器转换后的交流电流参数的闭合参数进行确认，并根据时间走向，再结合所构建的直流波形，构建一组交流波形；
随后，从交流波形内，确定两个波形之间的分界线，其中分界线便就是直流变交流的临界线，再确定上端波形与此分界线之间的最长距离值JL1，随后，再确定下端波形与此分界线之间的最长距离值JL2，若｜JL1-JL2｜≥Y3，其中Y3为预设值，则代表两组距离值之间差距过大，将对应工作的逆变器标定为异常组件；
将所标定的异常组件传输至显示端内进行展示，供外部操作人员进行查看，及时对此逆变器进行维护处理。
3.根据权利要求2所述的光伏电站异常监控与识别系统，其特征在于，所述电能组件分析端，标定异常组件的具体方式还包括：
若｜JL1-JL2｜＜Y3，则继续监视，当相邻的两组波形之间的距离差值超过Y3时，此处包括Y3，则将对应工作的逆变器标定为异常组件。
4.根据权利要求1所述的光伏电站异常监控与识别系统，其特征在于，所述数据库，内部存储有对应光伏电站正常工作状态下所产生的不同的工作参数。
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| KR20200064519A (ko) * | 2018-11-29 | 2020-06-08 | 한국전자통신연구원 | 태양광 원격 모니터링 기반 발전량 이상 증상 분석 방법과 장치 |
-
2023
- 2023-11-23 CN CN202311572906.6A patent/CN117277962B/zh active Active
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