CN117578990B - 一种发电厂设备技术参数收集分析系统 - Google Patents

一种发电厂设备技术参数收集分析系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发电厂设备管理技术领域，提出了一种发电厂设备技术参数收集分析系统，包括数据库、数据处理平台、数据分析系统和数据获取系统，所述数据获取系统用于获取数据，所述数据获取系统通过数据传输技术与数据分析系统相连，用于将获取的数据进行分析，所述数据分析系统通过数据传输技术与数据处理平台相连，用于对数据进行处理，所述数据处理平台通过数据传输技术与数据库相连，用于存储处理后的数据。通过对采集的数据进行整合，并对数据的灵敏度进行分析，用于分析模型的各参数对模型的重要性以及其数据误差对模型输出的影响值，其优点在于对模型的可操作性新，使得计算该参数在这一很小的范围内变化所导致模型输出结果的变化率明显。

Description

一种发电厂设备技术参数收集分析系统
技术领域
本发明涉及发电厂设备管理技术领域，尤其涉及一种发电厂设备技术参数收集分析系统。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置，在我国，由于西部地区雨水少，晴朗天气多，所以新建立的大量的光伏发电厂。
由于并网光伏发电厂与电网存在着较为复杂的电力电量交换，所以，在光伏发电过程中对发电设备和储能设备进行参数收集分析尤为重要，一方面是为了监视广发发电厂是否运行在最佳工作状态，另一方面与双向电能计量进行复核和偏差分析，防止出现计量失误，但是，现有技术中，对设备采集的参数数据变化率不明显，使得工作人员难以判断发电设备是否在最佳工作状态，并对储能电池设备有功功率计算不精确，导致储能电池有功功率数据的可靠性、经济性差，数据较为片面性。
因此我们对此做出改进，提出一种发电厂设备技术参数收集分析系统。
发明内容
(一)本发明要解决的技术问题是：对发采集电厂设备参数变化率更加明显，并通过对储能电池有功功率的计算，提高有功功率数据的可靠性、全面性以及经济性。
(二)技术方案
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种发电厂设备技术参数收集分析系统，包括数据库、数据处理平台、数据分析系统和数据获取系统，所述数据获取系统用于获取数据，所述数据获取系统通过数据传输技术与数据分析系统相连，用于将获取的数据进行分析，所述数据分析系统通过数据传输技术与数据处理平台相连，用于对数据进行处理，所述数据处理平台通过数据传输技术与数据库相连，用于存储处理后的数据；
所述数据分析系统包括服务器一，所述服务器一内设置有设备数据分析模块和电池有功功率计算模块，所述设备数据分析模块通过数据传输技术与设备数据整合模块相连，所述设备数据整合模块通过数据传输技术与静态参数获取模块、测量量获取模块和率定参数获取模块相连，用于对设备的工作数据进行分析，所述电池有功功率计算模块通过数据传输技术与发电数据整合模块、电池功率整合模块和最大功率预测模块相连，用于对储能电池的有功功率进行计算，所述发电数据整合模块通过数据传输技术与光伏发电计算模块、电池温度计算模块和串联电阻计算模块相连，用于对发电数据进行计算，所述电池功率整合模块通过数据传输技术与电池总功率计算模块、并网功率计算和综合效率调整计算模块相连，用于对电池功率进行计算；
所述数据获取系统包括服务器二，所述服务器二内设置有基础设备数据获取模块和发电过程数据获取模块，用于获取设备数据和发电过程数据，所述基础设备数据获取模块通过数据传输技术与设备静态数据获取模块、设备测量量获取模块和设备率定数据获取模块相连，用于获取设备的基础数据，所述发电过程数据获取模块通过数据传输技术与电池电压数据获取模块、电池电流数据获取模块、电池电阻数据获取模块和电池温度数据获取模块相连，用于对发电过程中的电池储能数据。
优选的，所述设备数据整合模块对设备的静态参数、测量量、率定参数进行整合计算公式为
y＝f(a1,a2,…,an；x1,x2,…,xm；b1,b2,…,bk)
式中，y为整合数据集；
(a1,a2,…,an)为n各静态参数；
(x1,x2,…,xm)为m个测量量；
(b1,b2,…,bk)为k个率定参数。
优选的，所述设备数据分析模块设备的静态参数、测量量、率定参数进行整合分析计算公式为
式中，为参数数据的灵敏度；
y0为参数最佳估计值对应的y值；
ai为对参数共进行Z次模型计算；
为第Z次模型计算的值；
为第Z次模型计算的参数值相对于初值的变化率。
优选的，所述光伏发电计算模块对光伏发电量计算公式为
DV＝-b·DT-RS·DI
DT＝Tc-Tref
P＝IV
式中，I，V为光伏电池单元输出的直流电流、电压值；
P输出有功功率；
C1，C2，DI，DV，DT为中间变量；
ISO，Voc为参考条件时短路电流、开路电压值；
Rref，Tref为日照强度和环境温度参考值；
RS为光伏电池串联电阻。
优选的，所述电池温度计算模块对电池温度计算公式为
Tc＝T+tccosθ
式中，Tc为电池温度；
tc为电池模块的温度系数；
T为环境温度；
θ为太阳辐射角度。
优选的，所述串联电阻计算模块的计算公式为
式中，Pm为最大功率
Vm为最大电压值。
优选的，所述发电池总功率计算模块的计算公式为
Ptl＝ηRItlUtl＝ηRmnIV＝ηRmnP
式中，Ptl为电池总功率；
I，V，P为电池单元参数；
ηR为光伏阵列综合效率。
优选的，所述并网功率计算模块的计算公式为
Pz＝ηIηTPtl＝ηIηTηRIV
式中，Pz为并网功率；
ηI，ηT为光伏效率曲线；
ηR为现场实测光伏阵列综合效率。
优选的，所述综合效率调整计算模块的计算公式为
式中，Pg为综合调整计算功率；
i为光伏阵列中的逆变器组，共有L组
Pl，Pc为换算到并网点侧的电站就地侧负载和储能设备出力。
优选的，所述最大功率预测模块对整个电站功率计算公式为
式中，Pmax为电池单元的最大功率。
(三)有益效果
本发明所提供的一种发电厂设备技术参数收集分析系统，其有益效果是：
1、通过采集光伏发电厂内设备的n个静态参数，m和测量量，k歌率定参数，对采集的数据进行整合，并对数据的灵敏度进行分析，用于分析模型的各参数对模型的重要性以及其数据误差对模型输出的影响值，其优点在于对模型的可操作性新，使得计算该参数在这一很小的范围内变化所导致模型输出结果的变化率明显。
2、通过对光伏发电厂电池有功功率进行整合计算，提高了对发电厂内部储能电池有功功率的精度要求，进而提高了发电厂内部储能电池有功功率数据的可靠性、全面性以及经济性，使得发电厂能根据发电量购买相应数量的储能电池，节省了发电厂的设备成本。
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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种发电厂设备技术参数收集分析系统的总系统示意图；
图2为本申请提供的一种发电厂设备技术参数收集分析系统的数据分析示意图；
图3为本申请提供的一种发电厂设备技术参数收集分析系统的数据获取系统示意图。
图中：1、数据库；2、数据处理平台；3、数据分析系统；4、数据获取系统；5、服务器一；6、设备数据分析模块；7、电池有功功率计算模块；8、设备数据整合模块；9、静态参数获取模块；10、测量量获取模块；11、率定参数获取模块；12、发电数据整合模块；13、电池功率整合模块；14、最大功率预测模块；15、光伏发电计算模块；16、电池温度计算模块；17、串联电阻计算模块；18、电池总功率计算模块；19、并网功率计算；20、综合效率调整计算模块；21、服务器二；22、基础设备数据获取模块；23、发电过程数据获取模块；24、设备静态数据获取模块；25、设备测量量获取模块；26、设备率定数据获取模块；27、电池电压数据获取模块；28、电池电流数据获取模块；29、电池电阻数据获取模块；30、电池温度数据获取模块。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1-图3所示，本实施方式提出了一种发电厂设备技术参数收集分析系统，包括数据库1、数据处理平台2、数据分析系统3和数据获取系统4，数据获取系统4用于获取数据，数据获取系统4通过数据传输技术与数据分析系统3相连，用于将获取的数据进行分析，数据分析系统3通过数据传输技术与数据处理平台2相连，用于对数据进行处理，数据处理平台2通过数据传输技术与数据库1相连，用于存储处理后的数据；
数据分析系统3包括服务器一5，服务器一5内设置有设备数据分析模块6和电池有功功率计算模块7，设备数据分析模块6通过数据传输技术与设备数据整合模块8相连，设备数据整合模块8通过数据传输技术与静态参数获取模块9、测量量获取模块10和率定参数获取模块11相连，用于对设备的工作数据进行分析，电池有功功率计算模块7通过数据传输技术与发电数据整合模块12、电池功率整合模块13和最大功率预测模块14相连，用于对储能电池的有功功率进行计算，发电数据整合模块12通过数据传输技术与光伏发电计算模块15、电池温度计算模块16和串联电阻计算模块17相连，用于对发电数据进行计算，电池功率整合模块13通过数据传输技术与电池总功率计算模块18、并网功率计算19和综合效率调整计算模块20相连，用于对电池功率进行计算；
数据获取系统4包括服务器二21，服务器二21内设置有基础设备数据获取模块22和发电过程数据获取模块23，用于获取设备数据和发电过程数据，基础设备数据获取模块22通过数据传输技术与设备静态数据获取模块24、设备测量量获取模块25和设备率定数据获取模块26相连，用于获取设备的基础数据，发电过程数据获取模块23通过数据传输技术与电池电压数据获取模块27、电池电流数据获取模块28、电池电阻数据获取模块29和电池温度数据获取模块30相连，用于对发电过程中的电池储能数据。
本实施例中，设备数据整合模块8对设备的静态参数、测量量、率定参数进行整合计算公式为
y＝f(a1,a2,…,an；x1,x2,…,xm；b1,b2,…,bk)
式中，y为整合数据集；
(a1,a2,…,an)为n各静态参数；
(x1,x2,…,xm)为m个测量量；
(b1,b2,…,bk)为k个率定参数。
本实施例中，设备数据分析模块6设备的静态参数、测量量、率定参数进行整合分析计算公式为
式中，为参数数据的灵敏度；
y0为参数最佳估计值对应的y值；
ai为对参数共进行Z次模型计算；
为第Z次模型计算的值；
为第Z次模型计算的参数值相对于初值的变化率。
本实施例中，光伏发电计算模块15对光伏发电量计算公式为
DV＝-b·DT-DS·DI
DT＝Tc-Tref
P＝IV
式中，I，V为光伏电池单元输出的直流电流、电压值；
P输出有功功率；
C1，C2，DI，DV，DT为中间变量；
ISO，Voc为参考条件时短路电流、开路电压值；
Rref，Tref为日照强度和环境温度参考值；
RS为光伏电池串联电阻。
本实施例中，电池温度计算模块16对电池温度计算公式为
Tc＝T+tccosθ
式中，Tc为电池温度；
tc为电池模块的温度系数；
T为环境温度；
θ为太阳辐射角度。
本实施例中，串联电阻计算模块17的计算公式为
式中，Pm为最大功率
Vm为最大电压值。
本实施例中，发电池总功率计算模块18的计算公式为
Ptl＝ηRItlUtl＝ηRmnIV＝ηRmnP
式中，Ptl为电池总功率；
I，V，P为电池单元参数；
ηR为光伏阵列综合效率。
本实施例中，并网功率计算模块19的计算公式为
Pz＝ηIηTPtl＝ηIηTηRIV
式中，Pz为并网功率；
ηI，ηT为光伏效率曲线；
ηR为现场实测光伏阵列综合效率。
本实施例中，综合效率调整计算模块20的计算公式为
式中，Pg为综合调整计算功率；
i为光伏阵列中的逆变器组，共有L组
Pl，Pc为换算到并网点侧的电站就地侧负载和储能设备出力。
本实施例中，最大功率预测模块14对整个电站功率计算公式为
式中，Pmax为电池单元的最大功率。
本发明通过采集光伏发电厂内设备的n个静态参数，m和测量量，k歌率定参数，对采集的数据进行整合，并对数据的灵敏度进行分析，用于分析模型的各参数对模型的重要性以及其数据误差对模型输出的影响值，其优点在于对模型的可操作性，使得计算该参数在这一很小的范围内变化所导致模型输出结果的变化率明显；
本发明通过对光伏发电厂电池有功功率进行整合计算，提高了对发电厂内部储能电池有功功率的精度要求，进而提高了发电厂内部储能电池有功功率数据的可靠性、全面性以及经济性，使得发电厂能根据发电量购买相应数量的储能电池，节省了发电厂的设备成本。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照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，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.一种发电厂设备技术参数收集分析系统，包括数据库(1)、数据处理平台(2)、数据分析系统(3)和数据获取系统(4)，其特征在于：所述数据获取系统(4)用于获取数据，所述数据获取系统(4)通过数据传输技术与数据分析系统(3)相连，用于将获取的数据进行分析，所述数据分析系统(3)通过数据传输技术与数据处理平台(2)相连，用于对数据进行处理，所述数据处理平台(2)通过数据传输技术与数据库(1)相连，用于存储处理后的数据；
所述数据分析系统(3)包括服务器一(5)，所述服务器一(5)内设置有设备数据分析模块(6)和电池有功功率计算模块(7)，所述设备数据分析模块(6)通过数据传输技术与设备数据整合模块(8)相连，所述设备数据整合模块(8)通过数据传输技术与静态参数获取模块(9)、测量量获取模块(10)和率定参数获取模块(11)相连，用于对设备的工作数据进行分析，所述电池有功功率计算模块(7)通过数据传输技术与发电数据整合模块(12)、电池功率整合模块(13)和最大功率预测模块(14)相连，用于对储能电池的有功功率进行计算，所述发电数据整合模块(12)通过数据传输技术与光伏发电计算模块(15)、电池温度计算模块(16)和串联电阻计算模块(17)相连，用于对发电数据进行计算，所述电池功率整合模块(13)通过数据传输技术与电池总功率计算模块(18)、并网功率计算模块(19)和综合效率调整计算模块(20)相连，用于对电池功率进行计算；
所述数据获取系统(4)包括服务器二(21)，所述服务器二(21)内设置有基础设备数据获取模块(22)和发电过程数据获取模块(23)，用于获取设备数据和发电过程数据，所述基础设备数据获取模块(22)通过数据传输技术与设备静态数据获取模块(24)、设备测量量获取模块(25)和设备率定数据获取模块(26)相连，用于获取设备的基础数据，所述发电过程数据获取模块(23)通过数据传输技术与电池电压数据获取模块(27)、电池电流数据获取模块(28)、电池电阻数据获取模块(29)和电池温度数据获取模块(30)相连，用于对发电过程中的电池储能数据；
所述设备数据整合模块(8)对设备的静态参数、测量量、率定参数进行整合计算公式为
y＝f(a1，a2，…，an；x1，x2，…，xm；b1，b2，…，bk)
式中，y为整合数据集；
(a1，a2，…，an)为n各静态参数；
(x1，x2，…，xm)为m个测量量；
(b1，b2，…，bk)为k个率定参数；
所述设备数据分析模块(6)设备的静态参数、测量量、率定参数进行整合分析计算公式为
式中，为参数数据的灵敏度；
y0为参数最佳估计值对应的y值；
ai为对参数共进行Z次模型计算；
为第Z次模型计算的值；
为第Z次模型计算的参数值相对于初值的变化率；
所述电池温度计算模块(16)对电池温度计算公式为
Tc＝T+tccosθ
式中，Tc为电池温度；
tc为电池模块的温度系数；
T为环境温度；
θ为太阳辐射角度；
所述并网功率计算模块(19)的计算公式为
Pz＝ηIηTPtl＝ηIηTηRIV
式中，Pz为并网功率；
ηI，ηT为光伏效率曲线；
ηR为现场实测光伏阵列综合效率。
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