LU507589B1 - Ein verfahren und system zur bestimmung der stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen stromerzeugungssystems - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren und System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems. In der vorliegenden Erfindung führt das Modul zur Bestimmung des Wirkungsgrads eine Wirkungsgradprüfung durch, indem es ein neuronales BP-Netzmodell erstellt, lokale Daten zum Trainieren des Modells für jeden Photovoltaik-Vorhersagepunkt verwendet und sie in der Cloud zusammenfasst und dabei nur die Modellparameter, nicht aber die Trainingsdaten überträgt. Die vorliegende Erfindung kann eine umfangreiche Datenübertragung im Kommunikationsprozess vermeiden, die Kommunikationszeit und die für die Kommunikation erforderliche Bandbreite erheblich reduzieren und die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Modellschulung verbessern; die Probleme der unzureichenden Rechenleistung des Edge-Computing-Geräts des PV-Prognosepunkts und der unzureichenden Daten in der herkömmlichen Modellschulungsmethode umgehen; der Klassifizierungsalgorithmus macht den PV-Prognosepunkt und das Prognosemodell kompatibler und verbessert die Genauigkeit der Stromerzeugungseffizienzmessung.
Description
Ein Verfahren und System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines LUS07589 photovoltaischen Stromerzeugungssystems
Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet der photovoltaischen
Stromerzeugung, insbesondere ein Verfahren und System zur Bestimmung der
Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems.
Technologie im Hintergrund
In der heutigen Zeit, in der das Thema Umweltschutz allmählich an Bedeutung gewinnt, ist die Entwicklung neuer Energien zu einem Schlüsselprojekt der Energieentwicklung geworden, und die Solarenergie, als die repräsentativste neue Energie, ist zu einem strategischen Schwerpunkt der Energieentwicklung geworden. Im sicheren Betriebssystem des Stromnetzes sollte das PV-
Kraftwerk in der Lage sein, die Ferninformationen an die Dispatching-Seite des Stromnetzes zu übertragen, indem es die PV-Leistungsvorhersageparameter im PV-Kraftwerk, die
Stromqualitätsinformationen, die Sonnenlichtintensität, den Einfallswinkel der Sonne, den
Montagewinkel der PV-Anlagen, den Umwandlungswirkungsgrad, die Umweltparameter wie den atmosphärischen Druck, die Temperatur sowie einige Zufallsfaktorparameter hochlädt. Dann empfängt es die Netzeinspeisung und führt die von der Netzeinspeisung übermittelte Wirk- und
Blindleistungsregelung durch. Daher ist es notwendig, die Stromerzeugungseffizienz von
Photovoltaik-Kraftwerken zu messen und rechtzeitig Maßnahmen zur Verbesserung der
Stromerzeugungseffizienz und zur Verringerung unnötiger Verluste zu ergreifen.
Die gängigen Messverfahren können jedoch nicht die Stromerzeugungseffizienz der einzelnen Kraftwerke vergleichen, um den Gesamtwirkungsgrad zu ermitteln, und sie werden auch nicht durch Modellierung berechnet, was die Genauigkeit der Effizienzmessung beeinträchtigt.
Inhalt der Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und System zur Bestimmung der
Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems bereitzustellen, um die oben genannten Probleme des Standes der Technik zu lösen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden technischen
Lösungen erreicht:
In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Bestimmung des
Stromerzeugungswirkungsgrads eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems bereit, das ein
Datenerfassungsmodul, ein Modellkonstruktionsmodul, ein Trainingsmodul, ein Vergleichsmodul und ein Beurteilungsmodul umfasst, das mit einem Hauptsteuerungsmodul verbunden ist:
Ein Datenerfassungsmodul zum Sammeln von Betriebsdaten des photovoltaischen
Stromerzeugungssystems und zum Verarbeiten dieser Daten, um einen Testsatz zu erhalten;
Ein Modellkonstruktionsmodul zum Konstruieren eines neuronalen BP-Netzmodells, das eine Eingabeschicht, eine verborgene Schicht und eine Ausgabeschicht umfasst, wobei eine
Eingabeschicht mit Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit, Feuchtigkeit und Temperatur als
Eingabemerkmale konstruiert wird und die erzeugte Leistung eine Ausgabeschicht darstellt;
Ein Trainingsmodul wird verwendet, um die Proben des Trainingssatzes in das Modell des neuronalen BP-Netzes zum Trainieren einzugeben, bis die Konvergenzbedingungen erfüllt sind, das Training zu beenden und das trainierte Modell zur Vorhersage der Stromerzeugungseffizienz eines Photovoltaik-Kraftwerks zu erhalten; die Eingabedaten im Testsatz werden in das Modell zur Vorhersage der Stromerzeugungseffizienz eingegeben, und die durch das Ausgabemodell vorhergesagte Standardstromerzeugungsleistung wird ausgegeben;
Ein Vergleichsmodul zum Messen der Spannung, des Stroms, der Temperatur und a64/507589 aktuellen Strahlungsniveaus des photovoltaischen Moduls in dem photovoltaischen
Stromerzeugungssystem und zum Berechnen des aktuellen Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Moduls auf der Grundlage der Spannung, des Stroms, der Temperatur und des aktuellen Strahlungsniveaus;
Ein Beurteilungsmodul zum Vergleichen des aktuellen Stromerzeugungswirkungsgrads des
Photovoltaikmoduls mit dem Standardstromerzeugungsgrad, zum Einstellen eines
Abweichungsschwellenwerts, zum Speichern des Ergebnisses, wenn die Differenz zwischen dem
Stromerzeugungswirkungsgrad des aktuellen Photovoltaikmoduls und dem
Standardstromerzeugungsgrad kleiner als der Abweichungsschwellenwert ist, und zum erneuten
Trainieren des neuronalen BP-Netzmodells, wenn sie größer als der Abweichungsschwellenwert ist, bis die Differenz kleiner als der Abweichungsschwellenwert ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Datenerfassungsmodul ferner eine Datenerfassungskomponente, ein Befehlserzeugungsmodul, ein
Datenüberwachungsmodul, ein Datenanalysemodul und ein Knotenzuordnungsmodul;
Die Datenerfassungskomponente verbindet eine Vielzahl von photovoltaischen Modulen, um als Reaktion auf eine Datenerfassungsanweisung Daten zur photovoltaischen Energieerzeugung der Vielzahl von photovoltaischen Modulen zu erhalten;
Ein Befehlserzeugungsmodul zum Erzeugen von Datenerfassungsbefehlen in
Übereinstimmung mit voreingestellten Regeln und zum Senden der Datenerfassungsbefehle an eine Datenerfassungskomponente;
Ein Datenüberwachungsmodul zum Abrufen und Herunterladen von auf der Serverseite zwischengespeicherten Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten zur Überwachung und zum
Auswerten des entsprechenden Photovoltaik-Kraftwerks für den Beobachtungskoeffizienten GC;
Ein Datenanalysemodul zum Parsen der Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten, zum
Bestimmen eines Photovoltaik-Modul-Fehlerzustands und zum Ausgeben einer String-
Abschaltanweisung an die Serverseite entsprechend dem Fehlerzustand;
Ein Knotenzuweisungsmodul zum Erhalten von photovoltaischen Energieerzeugungsdaten, die auf der Serverseite für eine Anreicherungskoeffizientenanalyse gespeichert sind, und zum
Zuweisen einer entsprechenden Anzahl von Analyseknoten für die Analyse gemäß dem
Anreicherungskoeffizienten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Überprüfung des Abrufs und des Herunterladens der auf der Serverseite zwischengespeicherten photovoltaischen
Stromerzeugungsdaten;
Einstellen eines Countdown-Vorgabewertes und Starten eines Countdowns, wenn die
Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten überwacht werden, um abgerufen und heruntergeladen zu werden;
Während der Countdown-Phase werden die PV-Energieerzeugungsdaten weiterhin zur
Überwachung abgerufen und heruntergeladen, und wenn die PV-Energieerzeugungsdaten erneut abgerufen und heruntergeladen werden, kehrt der Countdown automatisch zum ursprünglichen
Wert zurück und zählt wieder entsprechend dem voreingestellten Wert des Countdowns herunter;
Andernfalls kehrt der Countdown auf Null zurück und stoppt; wobei die heruntergeladenen und überwachten PV-Stromerzeugungsdaten als PV-Stromerzeugungsdaten desselben PV-
Kraftwerks in unterschiedlichen Zeiträumen ausgedrückt werden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der besagte und ausgewertete
Beobachtungskoeffizient GC für das entsprechende Fotovoltaik-Kraftwerk: LU507589
GC=Plxrl +PTxr2 wobei GC der Beobachtungskoeffizient ist, P1 die Anzahl der Abrufdownloads ist, PT die
Abrufdauer ist und rl und r2 Koeffizientenfaktoren sind:
Der erhaltene Beobachtungskoeffizient GC wird mit einem Zeitstempel versehen und in dem
Speichermodul gespeichert.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst sie ferner:
Behandlung der Photovoltaik-Kraftwerke in verschiedenen Zeiträumen als verschiedene
Produktionsentscheidungseinheiten, wobei die Eingangsindikatoren als Bestrahlungsstärke,
Temperatur, Feuchtigkeit und Windgeschwindigkeit und die Ausgangsindikatoren als
Stromerzeugung festgelegt werden;
Der relative Wirkungsgrad jedes Datensatzes wird unter Verwendung eines
Datenumhüllungsanalyseverfahrens berechnet, ein Wirkungsgradschwellenwert wird festgelegt, und ein Teil, der größer als der Wirkungsgradschwellenwert ist, wird zum Trainieren des Modells ausgewählt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das System ferner ein
Ubertragungsmodul zum Bestimmen einer Ziel-IP-Adresse, die jeder der
Datenübertragungsknotenvorrichtungen des photovoltaischen Energieerzeugungssystems entspricht, aus einem Pool vorkonfigurierter IP-Adressen;
Jede der Datenübertragungsknotenvorrichtungen des photovoltaischen
Energieerzeugungssystems wird verwendet, um photovoltaische Energieerzeugungsdaten, die an die Cloud-Plattform übertragen werden sollen, auf der Grundlage der entsprechenden Ziel-IP-
Adresse zu senden, wobei der IP-Adressenpool eine Vielzahl von IP-Adressen umfasst.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ferner umfasst:
Bestimmen der mindestens einen Ziel-Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-
Datenübertragungsknotenvorrichtung unter der Vielzahl von Photovoltaik-
Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotenvorrichtungen;
Bestimmen der jüngsten Zeit in der Geschichte, zu der die mindestens eine historische Ziel-
Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotenvorrichtung bestimmt wurde,
Erhalten entsprechender historischer Zeitinformationen und Berechnen einer Differenz zwischen den historischen Zeitinformationen und den aktuellen Zeitinformationen, Erhalten einer entsprechenden Zeitdifferenz und Berechnen einer relativen Größenbeziehung zwischen der
Zeitdifferenz und einer vorkonfigurierten Zeitdifferenzschwelle;
Wenn die Zeitdifferenz größer oder gleich dem Zeitdifferenz-Schwellenwert ist, wird mindestens eine Ziel-Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-
Datenübertragungsknotenvorrichtung unter der Vielzahl von Photovoltaik-
Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotenvorrichtungen bestimmt.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die ferner ein
Datenverschlüsselungsmodul umfasst, wobei das Datenverschlisselungsmodul ein
Datenverschlüsselungsstrukturmodul und ein Funktionsentwurfsmodul umfasst;
Ein Datenverschlüsselungsstrukturmodul zum Implementieren einer Funktion zum
Berechnen eines Hash-Wertes der Dateidaten unter Verwendung des SHA-512-Algorithmus;
Ein Funktionsentwurfsmodul zum Implementieren der Funktion des Anhängens des HASH-
Wertes der Datei an das Ende der Datei.
In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Bestimmung des elektrischen Wirkungsgrades einer photovoltaischen Stromerzeugungsanlage zur Verfügunb}507589 wobei die Bestimmung des elektrischen Wirkungsgrades mit einem der vorgenannten Systeme zur
Bestimmung des elektrischen Wirkungsgrades einer photovoltaischen Stromerzeugungsanlage durchgeführt wird.
Die anwendungsbezogene technische Lôsung der vorliegenden Erfindung weist zumindest die folgenden Vorteile und vorteilhaften Wirkungen auf:
Bei der vorliegenden Erfindung führt das Modul zur Bestimmung des Wirkungsgrads die
Wirkungsgradprüfung durch, indem es ein neuronales BP-Netzmodell aufbaut, das Modell für jeden PV-Vorhersagepunkt anhand lokaler Daten trainiert und in der Cloud aggregiert, wobei anstelle der Trainingsdaten nur die Modellparameter übertragen werden. Die vorliegende
Erfindung kann eine umfangreiche Datenübertragung im Kommunikationsprozess vermeiden, die
Kommunikationszeit und die für die Kommunikation erforderliche Bandbreite erheblich reduzieren und die Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Modellschulung verbessern; die Probleme der unzureichenden Rechenleistung des Edge-Computing-Geräts des PV-Prognosepunkts und der unzureichenden Daten in der herkömmlichen Modellschulungsmethode umgehen; der
Klassifizierungsalgorithmus macht den PV-Prognosepunkt und das Prognosemodell kompatibler und verbessert die Genauigkeit der Messung der Stromerzeugungseffizienz.
In der vorliegenden Erfindung kann das Verschlüsselungsmodul, das innerhalb des
Datenverschlüsselungsmoduls vorgesehen ist, die Bestimmungsdaten des
Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Stromerzeugungssystems verschlüsseln, wodurch unnötige Verluste durch Datenlecks verhindert und die Gesamtsicherheit des Systems erhöht werden. Es kann nicht nur die Integrität der Bestimmungsdaten des
Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Stromerzeugungssystems effektiv sichergestellt werden, sondern auch die Vertraulichkeit der Bestimmungsdaten des
Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Stromerzeugungssystems kann effizienter verbessert werden, und die Integrität der Daten kann auch aufgrund der hohen Komplexität des
SHA-512-Algorithmus sichergestellt werden, um die Nachricht zu finden, wodurch die
Verteidigungsfähigkeit des gesamten Systems zur Bestimmung des
Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Stromerzeugungssystems gegen
Virenangriffe erhöht wird.
Beschreibung der beigefügten Zeichnungen
Um die technischen Lösungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlicher zu veranschaulichen, werden im Folgenden kurz die begleitenden Zeichnungen vorgestellt, die in den Ausführungsformen verwendet werden müssen, und es sollte verstanden werden, dass die folgenden Zeichnungen nur bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen und daher nicht als eine Einschränkung des Umfangs angesehen werden sollten, und für die Person mit gewöhnlichen Fähigkeiten auf dem Gebiet können andere relevante Zeichnungen entsprechend diesen Zeichnungen ohne kreative Arbeit erhalten werden.
Bild 1 zeigt eine schematische Darstellung des Systemablaufs der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Um die Gegenstände, technischen Lösungen und Vorteile der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung deutlicher zu machen, werden die technischen Lösungen in den
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung klar und vollständig beschrieben, und es ist klar, dass die beschriebenen Ausführungsformen ein Teil der
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und nicht alle Ausführungsformen sind. D+&S07589
Komponenten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den beigefügten
Zeichnungen allgemein beschrieben und dargestellt sind, kônnen in einer Vielzahl von unterschiedlichen Konfigurationen angeordnet und gestaltet werden. 5 Die in dieser Anmeldung dargestellte Unterteilung der Module ist eine logische Unterteilung, und es kann andere Môglichkeiten der Unterteilung geben, wenn sie in praktischen Anwendungen umgesetzt wird, z. B. können mehrere Module zu einem anderen System kombiniert oder in ein anderes System integriert werden, oder einige Merkmale können ignoriert oder nicht umgesetzt werden.
Die unabhängig voneinander beschriebenen Module oder Untermodule können physisch getrennt sein oder auch nicht: Sie können software- oder hardware-implementiert sein, und es ist möglich, dass einige der Module oder Untermodule durch Software implementiert werden, wobei der Prozessor die Software aufruft, um die Funktionen dieses Teils des Moduls oder Untermoduls zu implementieren, und dass andere Teile der Vorlagen oder Untermodule durch Hardware implementiert werden, z. B. durch Hardware-Schaltungen. Darüber hinaus können einige oder alle dieser Module je nach den tatsächlichen Bedürfnissen ausgewählt werden, um den Zweck des vorliegenden Anwendungsprogramms zu erreichen.
Bezugnehmend auf Bild 1 stellt die vorliegende Erfindung ein System zur Bestimmung der
Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems bereit, das ein
Datenerfassungsmodul, ein Modellkonstruktionsmodul, ein Trainingsmodul, ein Vergleichsmodul und ein mit einem Hauptsteuermodul verbundenes Beurteilungsmodul umfasst:
Ein Datenerfassungsmodul zum Sammeln der Betriebsdaten des photovoltaischen
Stromerzeugungssystems und zur Verarbeitung dieser Daten, um den Testsatz zu erhalten;
Konkret wird zunächst die Produktionsentscheidungseinheit mit den gleichen Inputs und
Outputs ausgewählt und dann als technisch effizienter Punkt genommen, von dem aus die
Produktionsgrenze konstruiert wird, und schließlich wird die relative Effizienz durch Messung der technologischen Effizienz auf dieser Grundlage erhalten. Der Hauptvorteil der DEA-Methode besteht darin, dass es nicht notwendig ist, die spezifische Form der Produktionsgrenze zu erörtern, und dass sie daher in Szenarien mit mehreren Inputs und mehreren Outputs wirksam angewendet werden kann.
Die Photovoltaik-Kraftwerke in verschiedenen Zeiträumen werden als verschiedene
Produktionsentscheidungseinheiten betrachtet, die FEingangsindikatoren werden als
Bestrahlungsstärke, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit festgelegt, und die
Ausgangsindikatoren werden als Stromerzeugung festgelegt;
Verwenden Sie die Datenumhüllungsanalyse, um die relative Effizienz jeder Datengruppe zu berechnen, legen Sie die Effizienzschwelle fest und wählen Sie den Teil, der größer als die
Effizienzschwelle ist, um das Modell zu trainieren.
Da es zum Beispiel nachts keine Aufzeichnungen über die Stromerzeugung der PV-Anlage gibt, können wir alle Zeiträume ignorieren, in denen die Stromerzeugungsleistung 0 ist, d.h. wir erhalten nur die Windgeschwindigkeit W, die Luftfeuchtigkeit H, die Sonneneinstrahlung S, die
Temperatur T und die entsprechende Stromerzeugungsleistung P der PV-Anlage am geografischen
Standort der PV-Anlage während des Zeitraums von 9:00 bis 19:00 jeden Tag. Nach der
Datennormalisierung dieser vier Datensätze wurde das CCR-Modell zur Berechnung verwendet.
Ein Modellkonstruktionsmodul zur Konstruktion eines neuronalen BP-Netzmodells mit einer
FEingabeschicht, einer verborgenen Schicht und einer Ausgabeschicht, wobei Sonneneinstrahlung,
Windgeschwindigkeit, Luftfeuchtigkeit und Temperatur als Eingabemerkmale zur Konstruktidi/07589 der Eingabeschicht und die Energieerzeugungsleistung als Ausgabeschicht dienen;
In dieser Ausführungsform ist die verborgene Schicht mit fünf Schichten aufgebaut, und jede
Schicht enthält sechs Neuronen.
Ein Trainingsmodul zum Eingeben von Proben aus dem Trainingssatz in das Modell des neuronalen BP-Netzes zum Trainieren, bis die Konvergenzbedingungen erfüllt sind, zum Beenden des Trainings und zum Erhalten eines trainierten Modells zur Vorhersage des
Stromerzeugungswirkungsgrads eines photovoltaischen Kraftwerks; zum FEingeben von
Eingabedaten aus dem Testsatz in das Modell zur Vorhersage des Stromerzeugungswirkungsgrads und zum Ausgeben der durch das Modell vorhergesagten Standardstromerzeugungsleistung;
Das Vergleichsmodul wird verwendet, um die Spannung, den Strom, die Temperatur und die aktuelle Strahldichte des Photovoltaikmoduls im Photovoltaik-Stromerzeugungssystem zu messen und den aktuellen Stromerzeugungswirkungsgrad des Photovoltaikmoduls basierend auf der
Spannung, dem Strom, der Temperatur und der aktuellen Strahldichte der horizontalen Ebene zu berechnen; wobei die Strahldichte der aktuellen horizontalen Ebene die Gesamtstrahldichte, die direkte
Strahldichte und die Streustrahldichte in der horizontalen Ebene umfasst.
Messen der Spannung und des Stroms an der Eingangsseite einer Konverterbox und der
Spannung und des Stroms an der Ausgangsseite des photovoltaischen Energieerzeugungssystems; und Bestimmen des Übertragungswirkungsgrads der Konverterbox basierend auf der Spannung und dem Strom an der Eingangsseite der Konverterbox und der Spannung und dem Strom an der
Ausgangsseite der Konverterbox;
Messung der Leistung am Eingang des Wechselrichters und der Leistung am Ausgang des photovoltaischen Stromerzeugungssystems; Bestimmung des Übertragungswirkungsgrads des
Verteilerschranks auf der Grundlage der Spannung und des Stroms am Ausgang der Konverterbox und der Leistung am Eingang des Wechselrichters;
Bestimmung des Umwandlungswirkungsgrads des Wechselrichters auf der Grundlage der
Leistung am Eingang des Wechselrichters und der Leistung am Ausgang; Bestimmung des
Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Stromerzeugungssystems auf der
Grundlage des Stromerzeugungswirkungsgrads des Photovoltaikmoduls, des
Ubertragungswirkungsgrads der Konverterbox, des Ubertragungswirkungsgrads des
Verteilerschranks und des Umwandlungswirkungsgrads des Wechselrichters.
Das Beurteilungsmodul wird verwendet, um den aktuellen Stromerzeugungswirkungsgrad des Photovoltaikmoduls mit dem Standard-Stromerzeugungswirkungsgrad zu vergleichen, einen
Abweichungsschwellenwert festzulegen und, wenn die Differenz zwischen dem aktuellen
Stromerzeugungswirkungsgrad des Photovoltaikmoduls und dem Standard-
Stromerzeugungswirkungsgrad kleiner als der Abweichungsschwellenwert ist, das Ergebnis zu speichern, und, wenn sie größer als der Abweichungsschwellenwert ist, das neuronale BP-
Netzmodell erneut zu trainieren, bis die Differenz kleiner als der Abweichungsschwellenwert ist.
In dieser Ausführungsform können die Betriebsdaten des photovoltaischen
Stromerzeugungssystems über das Modbus-Protokoll und die Ethernet-Schnittstelle gesammelt werden, die Daten werden in einer eingebetteten Echtzeit-Datenbank gespeichert, und die Web-
Publishing-Funktion ermöglicht die Fernüberwachung und das Herunterladen von Daten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Datenerfassungsmodul ferner eine Datenerfassungskomponente, ein Befehlserzeugungsmodul, ein
Datenüberwachungsmodul, ein Datenanalysemodul und ein Knotenzuordnungsmodul; LU507589
Die Datenerfassungskomponente verbindet eine Vielzahl von Photovoltaikmodulen, um als
Reaktion auf eine Datenerfassungsanweisung Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten der Vielzahl von Photovoltaikmodulen zu erhalten, und überträgt die Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten an ein Verwaltungszentrum zur Untersuchung und Analyse durch das Verwaltungspersonal; die
Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten umfassen ~~ Spannungs- und Stromdaten der
Photovoltaikmodule.
Ein Befehlserzeugungsmodul zum Erzeugen eines Datenerfassungsbefehls in
Übereinstimmung mit einer voreingestellten Regel und zum Senden des Datenerfassungsbefehls an die Datenerfassungskomponente; wobei die voreingestellte Regel insbesondere darin besteht, dass die Erfassungshäufigkeit des entsprechenden photovoltaischen Kraftwerks gemäß dem Beobachtungskoeffizienten GC als Hi bestimmt wird;
Ein Datenüberwachungsmodul zum Abrufen und Herunterladen von photovoltaischen
Energieerzeugungsdaten, die auf der Serverseite zur Überwachung zwischengespeichert sind, und zum Auswerten des Beobachtungskoeffizienten GC fiir das entsprechende photovoltaische
Kraftwerk;
Ein Datenanalysemodul zum Parsen der Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten gemäß den
Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten, zum Bestimmen eines Photovoltaik-Modul-Fehlerzustands und zum Ausgeben eines String-Abschaltbefehls an die Serverseite gemäß dem Fehlerzustand.
Nach dem Empfang des Befehls zum Abschalten der Strings auf der Serverseite steuert es das mit dem Datenerfassungsmodul verbundene PV-Modul zum Abschalten;
Ein Knotenzuweisungsmodul zum Erhalten von photovoltaischen Energieerzeugungsdaten, die auf der Serverseite für eine Anreicherungskoeffizientenanalyse gespeichert sind, und zum
Zuweisen einer entsprechenden Anzahl von Analyseknoten für die Analyse gemäß dem
Anreicherungskoeffizienten.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Abrufen und
Herunterladen und Überwachen der auf der Serverseite zwischengespeicherten photovoltaischen
Stromerzeugungsdaten Folgendes;
Einstellen eines Countdown-Vorgabewertes und Starten eines Countdowns, wenn die
Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten überwacht werden, um abgerufen und heruntergeladen zu werden;
Während der Countdown-Phase werden die PV-Energieerzeugungsdaten weiterhin zur
Überwachung abgerufen und heruntergeladen, und wenn die PV-Energieerzeugungsdaten erneut abgerufen und heruntergeladen werden, kehrt der Countdown automatisch zum ursprünglichen
Wert zurück und zählt wieder entsprechend dem voreingestellten Wert des Countdowns herunter;
Andernfalls kehrt der Countdown auf Null zurück und stoppt die Zeitmessung; wobei die zur
Überwachung heruntergeladenen Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten als Photovoltaik-
Stromerzeugungsdaten desselben Photovoltaik-Kraftwerks für verschiedene Zeiträume ausgedrückt werden.
Im Einzelnen umfasst die Bestimmung und Auswertung des Beobachtungskoeffizienten GC für das entsprechende Photovoltaik-Kraftwerk
GC = P1xr1+PTxr2 wobei GC der Beobachtungskoeffizient ist, P1 die Anzahl der Abrufdownloads ist, PT die
Abrufdauer ist und rl und r2 Koeffizientenfaktoren sind;
Die erhaltenen Beobachtungskoeffizienten GC werden mit einem Zeitstempel versehen ur 507589 in dem Speichermodul gespeichert.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das System ferner ein
Übertragungsmodul zum Bestimmen einer Ziel-IP-Adresse, die jeder der
Datenübertragungsknotenvorrichtungen des photovoltaischen Energieerzeugungssystems entspricht, aus einem Pool von vorkonfigurierten IP-Adressen;
Jede der Datenübertragungsknotenvorrichtungen des photovoltaischen
Energieerzeugungssystems wird verwendet, um photovoltaische Energieerzeugungsdaten, die an die Cloud-Plattform übertragen werden sollen, auf der Grundlage der entsprechenden Ziel-IP-
Adresse zu senden, wobei der IP-Adressenpool eine Vielzahl von IP-Adressen umfasst.
Das Übertragungsmodul bestimmt für jede der mindestens einen
Datenübertragungsknotenvorrichtung des photovoltaischen Energieerzeugungssystems eine entsprechende Datenübertragungsdauer des photovoltaischen Energieerzeugungssystems für die
Datenübertragungsknotenvorrichtung des photovoltaischen Energieerzeugungssystems, wobei die
Datenübertragungsdauer des photovoltaischen Energieerzeugungssystems verwendet wird, um eine Dauer für die Übertragung der entsprechenden photovoltaischen Energieerzeugungsdaten zu charakterisieren.
Insbesondere umfasst es ferner:
Bestimmen der mindestens einen Ziel-Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-
Datentibertragungsknotenvorrichtung unter der Vielzahl von Photovoltaik-
Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotenvorrichtungen; Bestimmen der jüngsten Zeit in der Geschichte, zu der die mindestens eine historische Ziel-Photovoltaik-
Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotenvorrichtung identifiziert wurde, Erhalten entsprechender historischer Zeitinformationen und Berechnen einer Differenz zwischen den historischen Zeitinformationen und den aktuellen Zeitinformationen, Erhalten eines entsprechenden Zeitdifferenzwertes und Berechnen einer relativen Größenbeziehung zwischen dem Zeitdifferenzwert und einem vorkonfigurierten Zeitdifferenzwert-Schwellenwert; Wenn der
Zeitdifferenzwert größer oder gleich dem Zeitdifferenzwert-Schwellenwert ist, wird mindestens ein Ziel-Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotengerät unter der
Vielzahl von Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotengeräten bestimmt.
Zweitens werden in dieser Ausführungsform auch die Geräteinformationen des
Photovoltaikmoduls und die voreingestellten Koeffizienten des Photovoltaikmoduls ermittelt. Die
Geräteinformationen umfassen eine Standard-Leerlaufspannung, einen Standard-
Kurzschlussstrom, eine Standard-Spannung für den maximalen Leistungspunkt, einen Standard-
Strom für den maximalen Leistungspunkt, eine Standard-Temperatur und eine Standard-
Strahlungsstärke. Zu den Koeffizienten gehören der Stromtemperaturkoeffizient, der
Strahldichtekoeffizient, der Spannungstemperaturkoeffizient, der Bodenreflexionsgrad, der
Neigungswinkel des Strangs und der lokale Breitengrad.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auch ein
Datenverschlüsselungsmodul enthalten, wobei das Datenverschlisselungsmodul ein
Datenverschlüsselungsstrukturmodul und ein Funktionsentwurfsmodul umfasst;
Das Datenverschlüsselungsstrukturmodul wird verwendet, um die Funktion des Berechnens des Hashwertes der Dateidaten unter Verwendung des SHA-512-Algorithmus zu implementieren, und die zweite Klasse wird verwendet, um die Funktion des Verschlüsselns der Dateidaten unter
Verwendung des AES-Verschlüsselungsalgorithmus zu implementieren; Die vierte Klasse basiert auf der Tatsache, dass der von SHA-512 ausgegebene Hash-Wert eine feste Länge hat und dahk}/507589 implementiert werden kann, um den an die Datei angehängten Hash-Wert mit dem Chiffriertext zu teilen. Dann durch den AES-Entschlisselungsalgorithmus, um den Klartext zu entschlüsseln, und wird der Klartext wieder durch die SHA-512-Verschliisselung, um den Hash-Wert zu erhalten, im
Vergleich zu den Hash-Wert am Ende der verschlüsselten Datei angehängt, um festzustellen, ob die Datei beschädigt worden ist, um so die Integrität der Datei Daten Authentifizierungsfunktion zu erreichen.
Darüber hinaus kann jede Funktionseinheit in den verschiedenen Ausfithrungsformen der vorliegenden Erfindung in eine einzige Verarbeitungseinheit integriert sein, oder jede Einheit kann physisch getrennt existieren, oder zwei oder mehr Einheiten können in eine einzige Einheit integriert sein. Die oben genannten integrierten Einheiten können entweder in Form von Hardware oder in Form von Software-Funktionseinheiten implementiert werden.
Die obigen Ausführungen stellen nur eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken, die für Fachleute auf dem
Gebiet der Technik verschiedenen Änderungen und Variationen unterliegt. Alle Änderungen, gleichwertigen Ersetzungen, Verbesserungen usw., die im Rahmen des Geistes und der Grundsätze der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, fallen in den Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung.
Claims (9)
1. Ein System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Datenerfassungsmodul, ein Modellkonstruktionsmodul, ein Trainingsmodul, ein Vergleichsmodul und ein Beurteilungsmodul umfasst, die mit einem Hauptsteuermodul verbunden sind: Ein Datenerfassungsmodul zum Sammeln von Betriebsdaten des photovoltaischen Stromerzeugungssystems und zum Verarbeiten dieser Daten, um einen Testsatz zu erhalten; Ein Modellkonstruktionsmodul zum Konstruieren eines neuronalen BP-Netzmodells, das eine Eingabeschicht, eine verborgene Schicht und eine Ausgabeschicht umfasst, mit Sonneneinstrahlung, Windgeschwindigkeit, Feuchtigkeit und Temperatur als Eingabemerkmale, um die Eingabeschicht zu konstruieren, und Energieerzeugung als Ausgabeschicht; Ein Trainingsmodul wird verwendet, um die Proben des Trainingssatzes in das Modell des neuronalen BP-Netzes zum Trainieren einzugeben, bis die Konvergenzbedingungen erfüllt sind, das Training zu beenden und das trainierte Modell zur Vorhersage des Stromerzeugungswirkungsgrads eines Photovoltaik-Kraftwerks zu erhalten; die Eingabedaten des Testsatzes in das Modell zur Vorhersage des Stromerzeugungswirkungsgrads einzugeben und die durch das Modell vorhergesagte Standardstromerzeugungsleistung auszugeben; Ein Vergleichsmodul zum Messen der Spannung, des Stroms, der Temperatur und des aktuellen Strahlungsniveaus des photovoltaischen Moduls in dem photovoltaischen Stromerzeugungssystem und zum Berechnen des aktuellen Stromerzeugungswirkungsgrads des photovoltaischen Moduls auf der Grundlage der Spannung, des Stroms, der Temperatur und des aktuellen Strahlungsniveaus; Ein Beurteilungsmodul zum Vergleichen des aktuellen Stromerzeugungswirkungsgrads des Photovoltaikmoduls mit einer Standardstromerzeugung. Ein Abweichungsschwellenwert wird festgelegt, und wenn die Differenz zwischen der Stromerzeugungseffizienz des aktuellen Photovoltaikmoduls und der Standardstromerzeugung kleiner als der Abweichungsschwellenwert ist, wird das Ergebnis gespeichert, und wenn es größer als der Abweichungsschwellenwert ist, wird das neuronale BP-Netzwerkmodell erneut trainiert, bis die Differenz kleiner als der Abweichungsschwellenwert ist.
2. Ein System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Datenerfassungsmodul ferner eine Datenerfassungskomponente, ein Anweisungserzeugungsmodul, ein Datenüberwachungsmodul, ein Datenanalysemodul und ein Knotenzuordnungsmodul umfasst; Die Datenerfassungskomponente verbindet eine Vielzahl von Photovoltaikmodulen, um als Reaktion auf eine Datenerfassungsanweisung Daten zur photovoltaischen Energieerzeugung der Vielzahl von Photovoltaikmodulen zu erhalten; Das Anweisungserzeugungsmodul zum Erzeugen von Datenerfassungsanweisungen in Übereinstimmung mit voreingestellten Regeln und zum Senden der Datenerfassungsanweisungen an die Datenerfassungskomponente; Ein Datenüberwachungsmodul zum Abrufen und Herunterladen von photovoltaischen Energieerzeugungsdaten, die auf der Serverseite zur Überwachung zwischengespeichert sind, und zum Auswerten des entsprechenden photovoltaischen Kraftwerks für den Beobachtungskoeftizienten GC;
Ein Datenanalysemodul zum Analysieren der Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten, um dd 507589 Fehlerzustand des Photovoltaik-Moduls zu bestimmen und einen String-Abschaltbefehl an die Serverseite entsprechend dem Fehlerzustand auszugeben; Ein Knotenzuweisungsmodul zum Erhalten der auf der Serverseite gespeicherten PV- Energieerzeugungsdaten für die Anreicherungskoeffizientenanalyse und zum Zuweisen einer entsprechenden Anzahl von Analyseknoten zum Analysieren gemäß dem Anreicherungskoeffizienten.
3. Ein System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrufen und Herunterladen und Überwachen der photovoltaischen Stromerzeugungsdaten, die auf der Serverseite zwischengespeichert sind, Folgendes umfasst; Einstellen eines Countdown-Voreinstellungswerts und Starten eines Countdowns, wenn die Photovoltaik-Stromerzeugungsdaten zum Abrufen und Herunterladen überwacht werden; Fortsetzen der Überwachung des Abrufs und Herunterladens der Photovoltaik- Stromerzeugungsdaten während der Countdown-Phase, wenn die Photovoltaik- Stromerzeugungsdaten erneut überwacht werden, um abgerufen und heruntergeladen zu werden, wird der Countdown automatisch auf den ursprünglichen Wert zurückgesetzt, und der Countdown wird in Übereinstimmung mit dem voreingestellten Countdown-Wert wieder aufgenommen; Andernfalls kehrt der Countdown auf Null zurück und stoppt; wobei die heruntergeladenen und überwachten PV-Stromerzeugungsdaten als PV-Stromerzeugungsdaten desselben PV- Kraftwerks in verschiedenen Zeiträumen ausgedrückt werden.
4. Ein System zur Bestimmung des Stromerzeugungswirkungsgrads eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Beobachtungskoeffizient GC für das entsprechende photovoltaische Kraftwerk wie folgt berechnet wird GC = P1xr1+PTxr2 wobei GC der Beobachtungskoeffizient ist, P1 die Anzahl der Abrufdownloads ist, PT die Abrufdauer ist und rl und r2 Koeffizientenfaktoren sind: Der erhaltene Beobachtungskoeffizient GC wird mit einem Zeitstempel versehen und im Speichermodul gespeichert.
5. Ein System zur Bestimmung des Stromerzeugungswirkungsgrades eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: Behandlung von Photovoltaik-Kraftwerken zu verschiedenen Zeiträumen als verschiedene Produktionsentscheidungseinheiten, wobei die Eingangsindikatoren als Bestrahlungsstärke, Temperatur, Feuchtigkeit und Windgeschwindigkeit und die Ausgangsindikatoren als Stromerzeugungsleistung festgelegt werden; Berechnen der relativen Effizienz jedes Datensatzes unter Verwendung der Datenumhüllungsanalyse, Festlegen eines Effizienzschwellenwerts und Auswählen des Teils, der größer als der Effizienzschwellenwert ist, um das Modell zu trainieren.
6. Ein System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Ubertragungsmodul zur Bestimmung einer Ziel-IP-Adresse, die jeder der Datenübertragungsknotenvorrichtungen des photovoltaischen Stromerzeugungssystems entspricht, aus einem vorkonfigurierten Pool von IP-Adressen umfasst; Jede der Datenübertragungsknotenvorrichtungen des photovoltaischen
Energieerzeugungssystems zum Senden von photovoltaischen Energieerzeugungsdaten, die an dt&/©07589 Cloud-Plattform zu übertragen sind, basierend auf der entsprechenden Ziel-IP-Adresse, wobei der IP-Adressenpool eine Vielzahl von IP-Adressen umfasst.
7. Fin System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst: Bestimmen der mindestens einen Ziel-Photovoltaik-Stromerzeugungssystem- Datenübertragungsknotenvorrichtung unter der Vielzahl von Photovoltaik- Stromerzeugungssystem-Datenübertragungsknotenvorrichtungen; Nehmen der jüngsten Zeit in der Geschichte, zu der die mindestens eine historische Ziel- Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-Datentibertragungsknotenvorrichtung bestimmt wurde, Erhalten entsprechender historischer Zeitinformationen und Berechnen einer Differenz zwischen den historischen Zeitinformationen und den aktuellen Zeitinformationen, Erhalten einer entsprechenden Zeitdifferenz und Berechnen einer relativen Größenbeziehung zwischen der Zeitdifferenz und einem vorkonfigurierten Zeitdifferenz-Schwellenwert; Wenn der Zeitdifferenzwert größer oder gleich dem Zeitdifferenzwert-Schwellenwert ist, wird mindestens ein Ziel-Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotengerät unter der Vielzahl von Photovoltaik-Energieerzeugungssystem-Datenübertragungsknotengeräten bestimmt.
8. Ein System zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner ein Datenverschlüsselungsmodul umfasst, wobei das Datenverschlusselungsmodul ein Datenverschlüsselungsstrukturmodul und ein Funktionsentwurfsmodul umfasst; Ein Datenverschlüsselungsstrukturmodul zum Implementieren einer Funktion zum Berechnen eines Hash-Wertes der Dateidaten unter Verwendung des SHA-512-Algorithmus; Ein Funktionsentwurfsmodul zum Implementieren einer Funktion zum Anhängen eines HASH-Wertes einer Datei an das Ende der Datei.
9. Ein Verfahren zur Bestimmung der Stromerzeugungseffizienz eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung des elektrischen Wirkungsgrades unter Verwendung eines Systems zur Bestimmung des Stromerzeugungswirkungsgrades eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems, wie in einem der Ansprüche 1-8 beschrieben, durchgeführt wird.
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