一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法与流程

本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法。

背景技术：

随着人类社会的不断发展，耗能的不断增加，太阳能作为一种环保型可再生能源日益被人们所需要，因此光伏发电的发展突飞猛进。光伏电站的信息系统承担着数据的收集、储存、传输等任务，其中数据的传输在光伏发电系统中尤为重要，但信息系统传输数据的能力会在传输过程中有所衰减。因此，光伏电站信息系统中数据传输能力的衰减是光伏行业所面临的问题。

光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数能够有效的描述数据传输能力的衰减程度，现有的光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法有替代法、阻抗法、绝对法。替代法所能检测的线路范围有限，局限性太强；阻抗法的理论要求很高，实际应用很少、灵活性低；绝对法预测的衰减系数精确度较低。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法，有效地判断出数据在传输过程中传输能力的衰减程度，提高传输过程中数据的准确性。

一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法，包括以下步骤：

步骤1、预测光伏电站信息系统中的数据通过无线传输时的传输能力衰减系数；

步骤1.1：测量及监测影响数据无线传输能力的环境参数；

影响数据无线传输能力的环境参数，包括光伏电站所在地区的平均温度t、平均湿度h、大气压强p、平均风速v、光伏电站信息系统中数据的传输距离l以及当地光伏电站的光照强度lx；

步骤1.2：计算光伏电站信息系统中的数据通过无线传输时的传输能力衰减系数δ1，计算公式如下式所示：

式中，p为光伏电站所在地区的大气压强，v为光伏电站所在地区的平均风速，l为光伏电站信息系统中数据的传输距离，t(t)为温度函数，h(t)为湿度函数，lx(t)为光照强度函数；光伏电站所在地区的大气压强p和平均风速v均设为常量，光伏电站信息系统中数据的传输距离l根据实际情况进行取值，温度函数t(t)、湿度函数h(t)和光照强度函数lx(t)分别为根据光伏电站所在地区的温度、湿度和光照强度的变化曲线得到的关于时间t的函数；

步骤2：预测光伏电站信息系统中的数据通过有线传输线路进行传输的传输能力衰减系数；

步骤2.1：测量及监测影响数据有线传输线路传输能力的参数；

影响数据有线传输线路传输能力的参数，包括有线传输线路的首端视在功率首端电压u1、电阻r和电抗x；

步骤2.2：计算光伏电站信息系统中的数据通过有线传输线路传输时的传输能力衰减系数δ2，计算公式如下式所示：

式中，为有线传输线路首端输入的视在功率，为有线传输线路对地放电产生的损耗，r为有线传输线路的电阻，x为有线传输线路的电抗，θ为有线传输线路的阻抗角，u1为有线传输线路首端的电压；有线传输线路首端的电压u1根据光伏电站运行的实际情况进行取值，有线传输线路对地放电产生的损耗电阻r和电抗x分别由以下公式计算求得：

式中，j为虚数单位，w＝6.28f为有线传输线路交流电的角频率，f为有线传输线路交流电频率，c为有线传输线路单位长度的电容；

r＝r1l

式中，r1为有线传输线路单位长度的电阻，l为有线传输线路的长度；

x＝x1l

式中，x1为有线传输线路单位长度的电抗；

步骤3：利用无线传输时传输能力衰减系数δ1和有线传输时传输能力衰减系数δ2，得到光伏电站信息系统数据传输能力的综合衰减系数δ3，如下式所示：

由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：本发明提供的一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法通过对数据无线传输能力衰减系数的预测，可以根据光伏电站所在地区的温度、湿度、大气压强、风速等环境因素制定切实可行的生产方案，使数据的传输更加准确。通过对数据有线传输线路传输能力衰减系数的预测，可以得到有线传输线路的功率损耗和电压降落值。通过无线传输时传输能力衰减系数和有线传输时传输能力衰减系数，得到的当地光伏电站信息系统数据传输能力的综合衰减系数，能够有效地判断出数据在传输过程中传输能力的衰减程度，进而采取应对方案，提高传输过程中数据的准确性，从而提高光伏电站的生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本实施例以某地区光伏电站为研究对象，使用一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法对该光伏电站信息系统数据传输能力的衰减程度进行判断。

一种光伏电站信息系统数据传输能力衰减系数的预测方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤1、预测光伏电站信息系统中的数据通过无线传输的传输能力衰减系数；

步骤1.1：测量及监测影响数据无线传输能力的环境参数；

影响数据无线传输能力的环境参数，包括光伏电站所在地区的平均温度t、平均湿度h、大气压强p、平均风速v、光伏电站信息系统中数据的传输距离l以及当地光伏电站的光照强度lx。

步骤1.2：计算光伏电站信息系统中的数据通过无线传输时传输能力衰减系数δ1，计算公式如下式所示：

式中，p为光伏电站所在地区的大气压强，v为光伏电站所在地区的平均风速，l为光伏电站信息系统中数据的传输距离，t(t)为温度函数，h(t)为湿度函数，lx(t)为光照强度函数；光伏电站所在地区的大气压强p和平均风速v均设为常量，光伏电站信息系统中数据的传输距离l根据实际情况进行取值，温度函数t(t)、湿度函数h(t)和光照强度函数lx(t)分别为根据光伏电站所在地区的温度、湿度和光照强度的变化曲线得到的关于时间t的函数。

本实施例中，对某地区影响数据无线传输能力的参数进行测量及监测。经过对温度、湿度以及光照强度一个月的监测，得到了这三个量的变化曲线，对变化曲线进行分析，得到了该地区一天内的温度变化函数为其中，t∈[0,24]，湿度变化函数为其中，t∈[0,24]，以及光照强度变化函数为lx(t)＝e²(3t³-6t²)，其中，t∈[6,18]。该地区的平均风速为v＝17km/h，大气压强为p＝101kpa，光伏电站数据无线传输距离为l＝1km。

将监测所得的环境参数代入光伏电站信息系统中数据通过无线传输时传输能力衰减系数δ1的计算函数，计算得到衰减系数的取值范围为0＜δ1≤0.001。

可见，对于1km的无线传输距离，在传输过程中数据传输能力的衰减系数小于千分之一，符合现实性和经济性的要求。

步骤2：预测光伏电站信息系统中的数据通过有线传输线路进行传输的传输能力衰减系数；

步骤2.1：测量及监测影响数据有线传输线路传输能力的参数；

影响数据有线传输线路传输能力的参数，包括有线传输线路的首端视在功率首端电压u1、电阻r和电抗x。

步骤2.2：计算光伏电站信息系统中的数据通过有线传输线路传输时传输能力衰减系数δ2，计算公式如下式所示：

式中，为有线传输线路首端输入的视在功率，为有线传输线路对地放电产生的损耗，r为有线传输的电阻，x为有线传输的电抗，θ为有线传输线路的阻抗角，u1为有线传输线路首端的电压；有线传输线路首端的电压u1根据当地光伏电站运行的实际情况进行取值，有线传输线路对地放电产生的损耗电阻r和电抗x分别由以下公式计算求得：

式中，j为虚数单位，w＝6.28f为有线传输线路交流电的角频率，f为交流电频率，c为有线传输线路单位长度的电容；

r＝r1l

式中，r1为有线传输线路单位长度的电阻，l为有线传输线路的长度；

x＝x1l

式中，x1为有线传输线路单位长度的电抗。

本实施例中，对该地区光伏电站某段有线传输线路的传输距离为l＝200km的传输线路影响数据有线传输能力的参数进行测量及监测，经过检测并计算，得到的参数如下：该段有线传输线路单位长度的电容c＝0.012μf/km，单位长度的电阻r1＝0.28ω/km，单位长度的电抗x1＝0.4ω/km，交流电的频率f＝50hz，阻抗角θ＝30°，进而得出该段有线传输线路的电阻r为56ω，电抗x为80ω，有线传输线路的首端电压u1＝115kv，末端电压u2＝105kv，首端功率为有线传输线路对地放电产生的损耗

将监测得到的有线传输线路的参数代入信息系统中数据通过线路传输时传输能力衰减系数δ2的计算函数，计算得衰减系数满足0＜δ2≤0.1。根据传输能力衰减系数与传输线路的电压关系，可以得出本实施例中该段线路的电压降落小于等于该段线路额定电压的10％，符合现实性和经济性的要求。

步骤3：利用无线传输时传输能力衰减系数和有线传输时传输能力衰减系数，得到光伏电站信息系统数据传输能力的综合衰减系数δ3，如下式所示：

本实施例中，将步骤1.1和步骤2.1所得传输能力衰减系数δ1和δ2代入综合衰减系数δ3的计算公式，经过计算得到该地区光伏电站信息系统数据传输能力的综合衰减系数为0＜δ3≤0.2％。由综合衰减系数可以预测光伏电站信息系统数据传输能力的衰减程度，因此在该光伏电站信息系统中，数据在传输过程中的衰减量不超过其输入总量的0.2％。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。