一种光伏电站监控系统的制作方法

1.本发明涉及光伏电站技术领域，更具体地说，它涉及一种光伏电站监控系统。


背景技术：

2.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，目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目，太阳光照强度和光照角度影响光伏电站将太阳能转换为电能的程度。
3.光伏电站的发电效率主要取决于太阳能板的发电效率，一般的监控系统只能对电站的运行是否正常以及电站的环境进行监控，很少会对单个太阳能板的发电效率进行监控，太阳能板在使用的过程中，会受到多种因素的影响，例如太阳能板的迎光角度，太阳能板温度等，当太阳能板与太阳入射角度偏差过大或者太阳能板温度过高时均会造成光转化效率低下，造成太阳能板的发电效率低下，进而造成光伏电站的发电效率低下，因此需要对光伏电站的单个太阳能板进行监控。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种光伏电站监控系统，解决以下技术问题：需要对光伏电站的单个太阳能板进行监控。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种光伏电站监控系统，包括监控模块、处理模块、处理器、云平台、警报模块和处理端口；监控模块用于采集光伏电站运行过程中的运行数据，同时对运行数据进行标记处理得到运行信息，并将运行信息发送至处理模块；处理模块用于计算处理监控模块发送的运行信息，得到处理信息，并将处理信息发送至处理器；处理器用于对太阳能板温度平均值、光照强度变化率和发电量变化率进行联立计算得到发电值，并将发电值发送至警报模块；警报模块提取云平台内预设的发电标准值与处理器发送的发电值进行判断分析，得到判断结果。
7.进一步的，运行数据包括太阳能板温度数据、光照强度数据、太阳能板发电量数据。
8.进一步的，监控模块对运行数据进行标记处理的具体操作步骤包括：
9.步骤a1：获取运行数据中的太阳能板温度数据，并将温度数据设定为wdi，i＝1，2，3......n；
10.步骤a2：获取运行数据中的光照强度数据，并将光照强度数据设定为gzi，i＝1，2，3......n；
11.步骤a3：获取运行数据中的太阳能板发电量数据，并将太阳能板发电量数据设定为fdi，i＝1，2，3......n。
12.进一步的，处理模块进行计算处理的步骤包括：
13.步骤b1：通过云平台获取光伏电站的工作时间段，获取光伏电站的工作时间段内运行过程中任意两个不同的时间点，并将任意两个不同的时间点分别设定为第一运行时间点和第二运行时间点，获取第一运行时间点和第二运行时间点的时间差并标记为m；
14.步骤b2：通过计算式计算获得光伏电站工作时间内的太阳能板温度平均值，其中，其中当i＝1时，wd1为第一运行时间点的太阳能板温度数据，当i＝m时，wdm为第二运行时间点的太阳能板温度数据，为光伏电站在m的时间段内温度的总和；
15.步骤b3：通过计算式获得光伏电站工作时间内的光照强度变化率，其中，gz1为第一运行时间点的光照强度数据；gz2为第二运行时间点的光照强度数据，α表示为预设的比例系数且不为零；
16.步骤b4：通过发电量变化速度计算式获得发电量变化率，其中，fd2为第二运行时间点的太阳能板发电量数据，fd1为第一运行时间点的太阳能板发电量数据，β表示为预设的比例系数且不为零。
17.进一步的，处理器进行联立计算的具体操作步骤包括：获取太阳能板温度平均值q
wd
、光照强度变化率q
gz
和发电量变化率q
fd
，利用获取发电值，其中，gzi表示为实时的光照强度数据；wdi表示为实时的太阳能板温度数据；fdi表示实时的太阳能板发电量数据；其中，a1、a2和a3表示为预设的比例系数且不为零，a1、a2和a3的数值分别取值为0.387、0.143和1.264；η为修正因子，取值为0.5179。
18.进一步的，警报模块进行判断分析的具体步骤包括：
19.当fdz≥bx2，生成高效信号，此时发电值大于发电标准值中的最大值，代表太阳能板太阳效率转化效率高，发电效率高，光伏电站处于高效发电模式；
20.当bx1＜fdz＜bx2，生成正常信号；此时发电值在发电标准值内，代表太阳能板正常发电，光伏电站正常运行；
21.当fdz≤bx1，生成警报信号，此时发电值低于发电标准值中的最小值，代表太阳能板太阳能转化效率异常，发电效率低下，光伏电站内的太阳能板出现异常，需要及时确认并维修；
22.其中，bx2为发电标准值中的最大值，bx1为发电标准值中的最小值，将高效信号、正常信号和警报信号合并得到判断结果，同时将判断结果发送至云平台内。
23.进一步的，云平台通过互联网获取光伏电站的工作时间段并发送至处理模块，同时用于储存监控模块发送的运行数据和运行信息、处理模块发送的处理信息、处理器发送的发电值以及接收警报模块发送的判断结果。
24.进一步的，云平台将判断结果中的高效信号所对应的运行数据标定为高效运行数据，并将高效运行数据发送至处理端口，通过处理端口对高效运行数据进行数据处理得到
数据分析表。
25.与现有方案相比，本发明的有益效果：
26.本发明通过监控模块采集光伏电站运行过程中太阳能板温度数据、光照强度数据和太阳能板发电量数据，通过对太阳能板不同方面进行数据采集，为光伏电站发电效率的监控提供了多样化的数据支持；通过处理模块、处理器、云平台将采集的各项数据依次进行计算处理和联立计算，方便从不同方面对太阳能板的发电过程中进行综合分析；警报模块提取预设的发电标准值与发电值进行判断分析，并对太阳能板的运行进行预警，判断太阳能板运行过程是否异常，并做出相应处理，从而确保每个太阳能板均可正常运行，避免其中单个太阳能板运行过程中出现问题影响光伏电站的发电效率，实现对太阳能板的运行情况进行综合分析，提高了太阳能板监测结果的准确性，同时提高了光伏发电站的发电平稳性。
附图说明
27.图1为本发明一种光伏电站监控系统的系统框图。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
29.参照图1所示，本发明为一种光伏电站监控系统，包括监控模块、处理模块、处理器、云平台、警报模块和处理端口；监控模块用于采集光伏电站运行过程中的运行数据，同时对运行数据进行标记处理得到运行信息，并将运行信息发送至处理模块，运行数据包括太阳能板温度数据、光照强度数据和太阳能板发电量数据，通过对太阳能板不同方面进行数据采集，为光伏电站发电效率的监控提供了多样化的数据支持，同时监控模块将运行数据以及运行信息发送至云平台中存储。
30.其中，监控模块对运行数据进行标记处理的具体操作步骤包括：
31.步骤a1：获取运行数据中的太阳能板温度数据，并将温度数据设定为wdi，i＝1，2，3......n；
32.步骤a2：获取运行数据中的光照强度数据，并将光照强度数据设定为gzi，i＝1，2，3......n；
33.步骤a3：获取运行数据中的太阳能板发电量数据，并将太阳能板发电量数据设定为fdi，i＝1，2，3......n。
34.处理模块用于计算处理监控模块发送的运行信息，得到处理信息，并将处理信息发送至处理器，该处理信息包括太阳能板温度平均值、光照强度变化率和发电量变化率；同时处理模块将处理信息发送至云平台内存储；
35.其中，处理模块进行计算处理的步骤包括：
36.步骤b1：通过云平台获取光伏电站的工作时间段，获取光伏电站的工作时间段内运行过程中任意两个不同的时间点，并将任意两个不同的时间点分别设定为第一运行时间
点和第二运行时间点，获取第一运行时间点和第二运行时间点的时间差并标记为m；
37.步骤b2：通过计算式计算获得光伏电站工作时间内的太阳能板温度平均值，其中，其中当i＝1时，wd1为第一运行时间点的太阳能板温度数据，当i＝m时，wdm为第二运行时间点的太阳能板温度数据，为光伏电站在m的时间段内温度的总和；值得注意的是，当太阳能板自身温度越高，其太阳能板最大输出功率下降，即光伏电站发电效率下降；
38.步骤b3：通过计算式获得光伏电站工作时间内的光照强度变化率，其中，gz1为第一运行时间点的光照强度数据；gz2为第二运行时间点的光照强度数据，α表示为预设的比例系数且不为零；
39.步骤b4：通过发电量变化速度计算式获得发电量变化率，其中fd2为第二运行时间点的太阳能板发电量数据，fd1为第一运行时间点的太阳能板发电量数据，β表示为预设的比例系数且不为零。
40.处理器用于对太阳能板温度平均值、光照强度变化率和发电量变化率进行联立计算得到发电值，并将发电值发送至警报模块，同时将发电值发送至云平台内存储；
41.其中，处理器进行联立计算的具体操作步骤包括：
42.获取太阳能板温度平均值q
wd
、光照强度变化率q
gz
和发电量变化率q
fd
，利用获取发电值，其中，gzi表示为实时的光照强度数据；wdi表示为实时的太阳能板温度数据；fdi表示实时的太阳能板发电量数据；其中，a1、a2和a3表示为预设的比例系数且不为零，a1、a2和a3的数值分别取值为0.387、0.143和1.264；η为修正因子，取值为0.5179。
43.警报模块提取云平台内预设的发电标准值与处理器发送的发电值进行判断分析，得到判断结果；并将判断结果发送至云平台内进行存储；警报模块对太阳能板的运行进行预警，判断太阳能板运行过程是否异常，并做出相应处理，从而确保每个太阳能板均可正常运行，避免其中单个太阳能板运行过程中出现问题影响光伏电站的发电效率；
44.其中，警报模块进行判断分析的具体步骤包括：
45.当fdz≥bx2，生成高效信号，此时发电值大于发电标准值中的最大值，代表太阳能板太阳效率转化效率高，发电效率高，光伏电站处于高效发电模式；
46.当bx1＜fdz＜bx2，生成正常信号；此时发电值在发电标准值内，代表太阳能板正常发电，光伏电站正常运行；
47.当fdz≤bx1，生成警报信号，此时发电值低于发电标准值中的最小值，代表太阳能板太阳能转化效率异常，发电效率低下，光伏电站内的太阳能板出现异常，需要及时确认并维修；
48.其中，bx2为发电标准值中的最大值，bx1为发电标准值中的最小值，将高效信号、
正常信号和警报信号合并得到判断结果，同时将判断结果发送至云平台内。
49.云平台通过互联网获取光伏电站的工作时间段并发送至处理模块，同时用于储存监控模块发送的运行数据和运行信息、处理模块发送的处理信息、处理器发送的发电值以及接收警报模块发送的判断结果，以及将预设的发电标准值发送至警报模块内；
50.云平台将判断结果中的高效信号所对应的运行数据标定为高效运行数据，并将高效运行数据发送至处理端口，通过处理端口对高效运行数据进行数据处理得到数据分析表，该数据分析表对后续光伏电站的高效运行起到了参考作用，处理端口为计算机。
51.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
52.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。