一种基于人工智能的新能源运行系统智能监测监控管理系统的制作方法

1.本发明属于能源运行监测管理技术领域，涉及到一种基于人工智能的新能源运行系统智能监测监控管理系统。


背景技术：

2.随着环境污染的日趋严重和能源的日益衰竭，光伏发电通过资源充足、无污染等多个特点成为首要发电方式，在这种背景下，光伏发电模式也在不断更新，家用光伏发电模式也由此应运而生，为了保障家用式光伏发电运行的稳定性，需要对家用式光伏发电运行系统进行监测与管理。
3.当前对家用式光伏发电运行系统进行监测与管理主要用于对家用式光伏发电运行系统中发电池组对应的温度、湿度等环境参数进行监测与分析，由此对各光伏发电效率进行管理，很显然，当前对家用式光伏发电运行系统的监测与管理方式还存在以下几点弊端：
4.1、家用式光伏发电模式衍生目的一方面是为了缓解供电压力，另一方面则是为农村等一些收入较低区域提供额外收入来源，对于家用式光伏发电系统用户而言还是对电网平台运营而言，回报效率分析的重要性不言而喻，当前没有对家用式光伏发电系统安置区域内的回报效率进行监测与解析，无法反应该地区家用式光伏发电系统运行情况，进而无法为后续电网运营管理人员对家用式光伏发电系统的管理提供可靠的方向，也无法提高家用式光伏发电系统运行的管理效率；
5.2、当前对家用式光伏发电运行系统的发电效率进行分析时，分析依据过于的单一，无法有效的提高家用式发电系统发电效率分析结果的参考性和精准性；
6.3、当前对家用式光伏发电运行系统进行监测与管理时，没有对家用式光伏发电系统对应的并网损耗进行解析，进而无法为家用式光伏发电运行系统的运行提供明确的优化方向，也无法为电能传输损耗的降低提供决策性的参考依据。


技术实现要素：

7.鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出一种基于人工智能的新能源运行系统智能监测监控管理系统；
8.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
9.本发明提供了一种基于人工智能的新能源运行系统智能监测监控管理系统，该系统包括:
10.区域发电基础信息获取模块，用于获取指定区域内安置光伏发电系统的住户数目，将该住户记为目标分析住户，对各目标分析住户进行编号，依次标记为1,2，...i,....n，并获取各目标分析住户对应的基础发电信息；
11.区域电力信息采集模块，用于按照预设采集周期对指定区域内各目标分析住户对应的发电量和并网电量进行采集，同时从各目标分析住户对应的基础发电信息中提取电力
并网账号，基于各目标分析住户对应的电力并网账号，从电网管理后台定位出各目标分析住户对应的实际输送电量，将发电量、并网电量和实际输送电量作为各目标分析住户对应的电力信息；
12.区域发电环境信息采集模块，用于按照预设采集周期内对指定区域内对应的发电环境信息进行采集，得到指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息，其中发电环境信息为平均光照时长、平均光照强度和阴雨天数；
13.区域电网信息运行分析模块，用于基于指定区域内各目标分析住户对应的基础发电信息、发电量、并入电网量、实际输送电量和指定区域内对应的发电环境信息，对指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益进行分析，输出指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益指数，并进行后台显示；
14.区域信息库，用于存储指定区域对应的地理信息、气象信息、设定方位信息和光伏发电相关费用信息。
15.于本发明一优选实施例，所述各目标分析住户对应的基础发电信息具体为各目标分析住户对应的电力并网账号、住宅方位、布设发电池组面积、布设发电池组遮挡区域面积。
16.于本发明一优选实施例，所述区域电网信息运行分析模块包括区域电网发电效率分析单元、区域电网电力输送损耗分析单元和区域电网回报效率分析单元。
17.于本发明一优选实施例，所述区域电网发电效率分析单元用于对指定区域内各目标分析用户安置光伏发电系统对应的发电效率进行分析，其具体分析过程包括以下步骤：
18.步骤1、从各目标分析住户对应的基础发电信息中定位出各目标分析住户对应的布设发电池组面积，计算得到各目标分析住户对应的设定发电量，并记为q
i预设
，其中i表示为各目标分析住户对应的编号，i＝1,2,......n；
19.步骤2、从各目标分析住户对应的电力信息中定位出各目标分析住户在预设采集周期内对应的发电量，将其记为qi′
；
20.步骤3、基于指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息，计算得出指定区域内在预设采集周期内对应的发电环境影响权重，并记为ε；
21.步骤4、基于各目标分析住户对应的基础发电信息，计算得到各目标分析住户住宅环境影响权重，并记为ηi；
22.步骤5、基于各目标分析住户对应的设定发电量、各目标分析住户在预设采集周期内对应的发电量、指定区域在预设采集周期内对应的发电环境影响权重和各目标分析住户对应的发电遮挡影响权重，计算得到指定区域对应的发电效率指数，其具体计算公式为其中fx表示为指定区域对应的发电效率指数，t表示预设采集周期对应的天数，δq表示设定的许可发电差，σ表示为设定的发电效率影响系数。
23.于本发明一优选实施例，所述指定区域内在预设采集周期内对应的发电环境影响权重具体计算过程包括以下步骤：
24.从指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息中定位出平均光照时长，利用
计算公式计算得到指定区域在预设采集周期内光照时长对应的发电影响权重，并记为ε1；
25.从指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息中定位出平均光照强度，利用计算公式计算得到指定区域在预设采集周期内光照强度对应的发电影响权重，并记为ε2；
26.从指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息中定位出阴雨天数，利用计算公式计算得出指定区域在预设采集周期内阴雨天数对应的发电影响权重，并记为ε3；
27.基于指定区域在预设采集周期内光照时长、光照强度和阴雨天数对应的发电影响权重代入计算公式中，得到指定区域内在预设采集周期内对应的发电环境影响权重，a1,a2和a3分别表示为预设的光照时长，光照强度和阴雨天气对应的补偿因子。
28.于本发明一优选实施例，所述各目标分析住户住宅环境影响权重具体计算过程如下：
29.从各目标分析住户对应的基础发电信息中定位出布设发电池组面积和布设发电池组遮挡区域面积，进而计算得出各目标分析住户布设发电池组对应的遮挡面积比，并记为pi；
30.将各目标分析住户布设发电池组对应的遮挡面积比代入计算公式中，得到各目标分析用户对应的发电池组对应的遮挡面积发电影响权重，p
′
表示为设定的发电池组许可遮挡面积比；
31.从各目标分析住户对应的基础发电信息中定位出住宅方位，进而基于各目标分析住户对应的住宅方位，从区域信息库中定位出各目标分析住户对应的住宅方位对应的发电影响权重，并记为βi；
32.基于各目标分析用户对应的发电池组对应的遮挡面积发电影响权重、住宅方位对应的发电影响权重，计算得到各目标分析住户住宅环境影响权重，其具体计算公式为其中，b1,b2,分别表示为发电池组遮挡面积、住宅方位对应的占比权重，b1+b2＝1。
33.于本发明一优选实施例，所述区域电网电力输送损耗分析单元用于对指定区域内对应的电力传输损耗进行分析，其具体分析过程为：从各目标分析住户对应的电力信息中定位出各目标分析住户对应的并网电量和实际输送电量，将各目标分析住户对应的并网电量和实际输送电量进行差值计算，得到各目标分析住户并网电量与其实际输送电量之间的差值，将该差值记为输送损耗电量值，进而将各目标分析住户对应的输送损耗电量值代入计算公式中，得到指定区域对应的电力输送损耗指数，δhi表示为第i个目标分析住户对应的输送损耗电量值，δh
′
表示为设定的许可损耗电量差，e表示为自然数，为设定的电网输送损耗补偿系数。
34.于本发明一优选实施例，所述区域电网回报效率分析单元用于对指定区域各目标分析住户对应的发电回报效率进行分析，其具体分析过程包括以下步骤：
35.从区域信息库中定位出地理信息，其中，地理信息为指定区域对应的经度和纬度，
进而利用计算公式计算得出指定区域地理信息对应的发电回报效率影响权重，并记为δ；
36.从区域信息库中定位出气象信息，其中，气象信息为指定区域对应的年均气温和最长连续阴雨天数，进而利用计算公式计算得到指定区域气象信息对应的发电回报效率影响权重，并记为φ；
37.从区域信息库中定位出光伏发电相关费用信息，其中，光伏发电相关费用信息包括单位布设发电池组面积对应的成本金额、单位发电量对应的补贴金额和单位并网电量对应的销售金额；
38.将指定区域对应的光伏发电相关费用信息、指定区域地理信息、气象信息对应的发电回报效率影响权重代入计算公式中，得到指定区域对应的发电回报效率指数，r表示为单位布设发电池组对应的成本金额，r为设定的发电池组资产残值，g表示为设定的发电折现率，m表示为设定的发电池组对应的许可使用年限，d表示单位发电量对应的补贴金额，q表示单位并网电量对应的销售金额，bi表示为指定区域内第i个目标分析住户对应的并网电量，si′
表示为第i个目标分析住户布设发电池组面积，k表示为设定的参考发电回报效率，ψ为设定的发电回报效率修正系数。
39.于本发明一优选实施例，所述指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益指数计算公式为其中，λ表示为指定区域对应的光伏发电系统综合运行效益指数，μ1,μ2,μ3分别为设定的发电效益，输送损耗，发电回报效率对应的运行效益影响权重，μ1,μ2,μ3取值均为正数。
40.于本发明一优选实施例，所述指定区域对应的地理信息为经度和维度；气象信息为年均气温和最长连续阴雨天数；设定方位信息为设定的各住宅方位对应的发电影响权重；光伏发电相关费用信息为单位布设发电池组面积对应的成本金额、单位发电量对应的补贴金额和单位并网电量对应的销售金额。
41.相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
42.(1)本发明提供的一种基于人工智能的新能源运行系统智能监测监控管理系统，通过对指定区域内各安置光伏发电系统住户对应的基础信息、电力信息、发电环境信息进行采集，进而对指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益进行分析，通过多维度的数据采集，一方面有效的解决了当前技术监测参数过于局限的问题，大大的提高了指定区域光伏发电系统运行效益分析的全面性和精准性，另一方面直观的展示了指定区域光伏发电系统运行效益状态，为后续指定区域光伏发电系统的运行管理提供了极大的便利，促进了指定区域光伏发电系统管理工作的开展；
43.(2)本发明在区域电网信息运行分析模块，通过对指定区域各目标分析住户对应的回报效率进行分析，有效的反映了指定区域内光伏发电系统的运行回报情况，为后续电
网运营管理人员对光伏发电系统的管理提供可靠的方向，同时也大幅度提升了指定区域内光伏发电系统的管理效率；
44.(3)本发明在区域电网信息运行分析模块，通过指定区域内各目标分析住户用户安置光伏发电系统对应的发电效率进行分析，拓展了后续对指定区域内光伏发电系统综合运行效益分析的依据，规避了当前分析依据过于单一的问题，大幅度提升了指定区域内光伏发电系统对应发电效率分析结果的参考性和精准性，同时通过对指定区域电力传输损耗进行分析，为指定区域光伏发电系统的运行提供明确的优化方向，并且还为指定区域电能传输损耗的降低提供了决策性的参考依据。
附图说明
45.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，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。
46.图1为本发明系统各模块连接示意图；
47.图2为区域电网信息运行分析模块结构示意图。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
49.请参阅图1所示，本发明提供了一种基于人工智能的新能源运行系统智能监测监控管理系统，包括区域发电基础信息获取模块、区域电力信息采集模块、区域发电环境信息采集模块、区域电网信息运行分析模块和区域信息库；
50.基于图中连接关系所示，区域电网信息运行分析模块分别与区域发电基础信息获取模块、区域电力信息采集模块、区域发电环境信息采集模块和区域信息库连接，所述区域发电基础信息获取模块和区域电力信息采集模块连接；
51.所述区域发电基础信息获取模块，用于获取指定区域内安置光伏发电系统的住户数目，将该住户记为目标分析住户，对各目标分析住户进行编号，依次标记为1,2，...i,....n，并获取各目标分析住户对应的基础发电信息；
52.具体地，所述各目标分析住户对应的基础发电信息具体为各目标分析住户对应的电力并网账号、住宅方位、布设发电池组面积、布设发电池组遮挡区域面积。
53.需要说明的是，指定区域为当前家用式光伏发电系统安置区域；
54.所述区域电力信息采集模块，用于按照预设采集周期对指定区域内各目标分析住户对应的发电量和并网电量进行采集，同时从各目标分析住户对应的基础发电信息中提取电力并网账号，基于各目标分析住户对应的电力并网账号，从电网管理后台定位出各目标分析住户对应的实际输送电量，将发电量、并网电量和实际输送电量作为各目标分析住户对应的电力信息；
55.需要说明的是，本发明中所述的并网模式为自发自用余电上网模式，发电量通过对指定区域各目标分析住户对应的安置发电电表中读取，并网电量通过从指定区域各目标分析住户对应的安置用电电表中部读取用电量，进而将发电量与用电量作差得到并网电量。
56.区域发电环境信息采集模块，用于按照预设采集周期内对指定区域内对应的发电环境信息进行采集，得到指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息，其中发电环境信息为平均光照时长、平均光照强度和阴雨天数；
57.区域电网信息运行分析模块，用于基于指定区域内各目标分析住户对应的基础发电信息、发电量、并入电网量、实际输送电量和指定区域内对应的发电环境信息，对指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益进行分析，输出指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益指数，并进行后台显示；
58.具体地，请参阅图2所示，所述区域电网信息运行分析模块包括区域电网发电效率分析单元、区域电网电力输送损耗分析单元和区域电网回报效率分析单元。
59.示例性地，所述区域电网发电效率分析单元用于对指定区域内各目标分析用户安置光伏发电系统对应的发电效率进行分析，其具体分析过程包括以下步骤：
60.步骤1、从各目标分析住户对应的基础发电信息中定位出各目标分析住户对应的布设发电池组面积，计算得到各目标分析住户对应的设定发电量，并记为q
i预设
，其中i表示为各目标分析住户对应的编号，i＝1,2,......n；
61.其中，设定发电量计算公式为设定发电量＝单位发电池组面积对应额定发电量
×
发电池组面积；
62.步骤2、从各目标分析住户对应的电力信息中定位出各目标分析住户在预设采集周期内对应的发电量，将其记为q
′
；
63.步骤3、基于指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息，计算得出指定区域内在预设采集周期内对应的发电环境影响权重，并记为ε；
64.其中，所述指定区域内在预设采集周期内对应的发电环境影响权重具体计算过程包括以下步骤：
65.从指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息中定位出平均光照时长，利用计算公式计算得到指定区域在预设采集周期内光照时长对应的发电影响权重，并记为ε1，t
参考
为设定的预设采集周期内对应的参考平均光照时长，表示指定区域在预设采集周期内对应的平均光照时长；
66.从指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息中定位出平均光照强度，利用计算公式计算得到指定区域在预设采集周期内光照强度对应的发电影响权重，并记为ε2，c
参考
表示为设定的预设采集周期对应的参考平均光照强度，表示指定区域在预设采集周期内对应的平均光照强度；
67.从指定区域在预设采集周期内对应的发电环境信息中定位出阴雨天数，利用计算公式计算得出指定区域在预设采集周期内阴雨天数对应的发电影响权重，并记为ε3，
y表示指定区域在预设采集周期内对应的阴雨天数，k表示为设定的参考阴雨天气出现比；
68.基于指定区域在预设采集周期内光照时长、光照强度和阴雨天数对应的发电影响权重代入计算公式中，得到指定区域内在预设采集周期内对应的发电环境影响权重，a1,a2和a3分别表示为预设的光照时长，光照强度和阴雨天气对应的补偿因子。
69.步骤4、基于各目标分析住户对应的基础发电信息，计算得到各目标分析住户住宅环境影响权重，并记为ηi；
70.其中，各目标分析住户住宅环境影响权重具体计算过程如下：
71.从各目标分析住户对应的基础发电信息中定位出布设发电池组面积和布设发电池组遮挡区域面积，进而计算得出各目标分析住户布设发电池组对应的遮挡面积比，并记为pi，si表示为第i个目标分析住户布设发电池组对应的遮挡区域面积，s
′i表示为第i个目标分析住户布设发电池组面积。
72.将各目标分析住户布设发电池组对应的遮挡面积比代入计算公式中，得到各目标分析用户对应的发电池组对应的遮挡面积发电影响权重，p
′
表示为设定的发电池组许可遮挡面积比；
73.从各目标分析住户对应的基础发电信息中定位出住宅方位，进而基于各目标分析住户对应的住宅方位，从区域信息库中定位出各目标分析住户对应的住宅方位对应的发电影响权重，并记为βi；
74.基于各目标分析用户对应的发电池组对应的遮挡面积发电影响权重、住宅方位对应的发电影响权重，计算得到各目标分析住户住宅环境影响权重，其具体计算公式为其中，b1,b2,分别表示为发电池组遮挡面积、住宅方位对应的占比权重，b1+b2＝1。
75.步骤5、基于各目标分析住户对应的设定发电量、各目标分析住户在预设采集周期内对应的发电量、指定区域在预设采集周期内对应的发电环境影响权重和各目标分析住户对应的发电遮挡影响权重，计算得到指定区域对应的发电效率指数，其具体计算公式为其中fx表示为指定区域对应的发电效率指数，t表示预设采集周期对应的天数，δq表示设定的许可发电差，σ表示为设定的发电效率影响系数。
76.示例性地，所述区域电网电力输送损耗分析单元用于对指定区域内对应的电力传输损耗进行分析，其具体分析过程为：从各目标分析住户对应的电力信息中定位出各目标分析住户对应的并网电量和实际输送电量，将各目标分析住户对应的并网电量和实际输送
电量进行差值计算，得到各目标分析住户并网电量与其实际输送电量之间的差值，将该差值记为输送损耗电量值，进而将各目标分析住户对应的输送损耗电量值代入计算公式中，得到指定区域对应的电力输送损耗指数，δhi表示为第i个目标分析住户对应的输送损耗电量值，δh
′
表示为设定的许可损耗电量差，e表示为自然数，为设定的电网输送损耗补偿系数。
77.本发明实施例通过指定区域内各目标分析住户用户安置光伏发电系统对应的发电效率进行分析，拓展了后续对指定区域内光伏发电系统综合运行效益分析的依据，规避了当前分析依据过于单一的问题，大幅度提升了指定区域内光伏发电系统对应发电效率分析结果的参考性和精准性，同时通过对指定区域电力传输损耗进行分析，为指定区域光伏发电系统的运行提供明确的优化方向，并且还为指定区域电能传输损耗的降低提供了决策性的参考依据。
78.又一示例性地，所述区域电网回报效率分析单元用于对指定区域各目标分析住户对应的发电回报效率进行分析，其具体分析过程包括以下步骤：
79.从区域信息库中定位出地理信息，其中，地理信息为指定区域对应的经度和纬度，进而利用计算公式计算得出指定区域地理信息对应的发电回报效率影响权重，并记为δ，w,n分别表示为指定区域对应的经度、纬度，w
′
,n
′
表示设定的光伏发电对应的适宜参考经度、适宜参考纬度，f1,f2分别表示为经度对应的发电影响权重、纬度对应的发电影响权重，δw,δn分别表示为设定的光伏发电对应的许可经度差、许可纬度差；
80.从区域信息库中定位出气象信息，其中，气象信息为指定区域对应的年均气温和最长连续阴雨天数，进而利用计算公式计算得到指定区域气象信息对应的发电回报效率影响权重，并记为φ；
81.上述中，上述中，t
max
表示为指定区域对应的年均气温、最长连续阴雨天数，w
′
,t
′
表示为设定的光伏发电区域对应的适宜年均气温、适宜最长连续阴雨天数，δw,δt表示为设定的许可气温差、许可阴雨天数差，c1,c2分别表示为设定的气温对应的影响占比权重、天气对应的影响占比权重；
82.从区域信息库中定位出光伏发电相关费用信息，其中，光伏发电相关费用信息包括单位布设发电池组面积对应的成本金额、单位发电量对应的补贴金额和单位并网电量对应的销售金额；
83.将指定区域对应的光伏发电相关费用信息、指定区域地理信息、气象信息对应的
发电回报效率影响权重代入计算公式中，得到指定区域对应的发电回报效率指数，r表示为单位布设发电池组对应的成本金额，r为设定的发电池组资产残值，g表示为设定的发电折现率，m表示为设定的发电池组对应的许可使用年限，d表示单位发电量对应的补贴金额，q表示单位并网电量对应的销售金额，bi表示为指定区域内第i个目标分析住户对应的并网电量，s
′i表示为第i个目标分析住户布设发电池组面积，k表示为设定的参考发电回报效率，ψ为设定的发电回报效率修正系数。
84.本发明实施例通过对指定区域各目标分析住户对应的回报效率进行分析，有效的反映了指定区域内光伏发电系统的运行回报情况，为后续电网运营管理人员对光伏发电系统的管理提供可靠的方向，同时也大幅度提升了指定区域内光伏发电系统的管理效率。
85.还需要说明的是，所述指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益指数计算公式为其中，λ表示为指定区域对应的光伏发电系统综合运行效益指数，μ1,μ2,μ3分别为设定的发电效益，输送损耗，发电回报效率对应的运行效益影响权重，μ1,μ2,μ3取值均为正数。
86.所述区域信息库，用于存储指定区域对应的地理信息、气象信息、设定方位信息和光伏发电相关费用信息，其中，指定区域对应的地理信息为经度和维度；气象信息为年均气温和最长连续阴雨天数；设定方位信息为设定的各住宅方位对应的发电影响权重；光伏发电相关费用信息为单位布设发电池组面积对应的成本金额、单位发电量对应的补贴金额和单位并网电量对应的销售金额。
87.本发明实施例通过对指定区域内各安置光伏发电系统住户对应的基础信息、电力信息、发电环境信息进行采集，进而对指定区域内光伏发电系统对应的综合运行效益进行分析，通过多维度的数据采集，一方面有效的解决了当前技术监测参数过于局限的问题，大大的提高了指定区域光伏发电系统运行效益分析的全面性和精准性，另一方面直观的展示了指定区域光伏发电系统运行效益状态，为后续指定区域光伏发电系统的运行管理提供了极大的便利，促进了指定区域光伏发电系统管理工作的开展。
88.以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。