光伏发电设备的功率数据填充方法及数据监控系统与流程

本技术涉及数据处理，尤其涉及一种光伏发电设备的功率数据填充方法及数据监控系统。

背景技术：

1、在光伏发电领域中，通常会需要利用数据监控系统监控光伏发电设备的发电情况，例如在一天结束后，利用前一天采集到的光伏发电数据绘制形成发电量曲线和功率曲线，以向用户展示。

2、在光伏发电设备的数据采集过程中，有时会遇到电量和功率无法获取的情况，在数据缺失过多的情况下，难以直接利用这些数据绘制形成曲线。通常，电量采用“日累计”方式获取，而功率则为“瞬时值”。如图1所示，在某些时刻，设备虽处于运行状态，实际功率应大于0，但采样得到的功率值为0，呈现异常功率图。然而，并非所有功率曲线中间点位为0的都是异常曲线，部分设备真实状态为停止运行，如图2所示的正常功率图。功率缺失值填充的主要任务是在图1所示的功率值缺失情况下，将功率点位补齐，同时避免在图2所示的正常功率图对应情况下产生误操作。

3、相关的光伏发电设备数据重构方案，采用光伏发电设备历史数据与神经网络相结合的方法进行数据重构。首先，采用神经网络技术，构建针对光伏发电设备的数据重构模型，然后，利用对光伏发电设备的历史数据对数据重构模型进行训练，以基于训练好的神经网络模型实现数据重构。

4、在实现本技术实施例过程中，发现相关技术中至少存在如下技术问题：

5、基于历史数据进行模型训练过程数据处理量大，数据处理速率低。并且，基于历史数据进行重构，并不能准确反映当天的运行情况，利用这样重构获得的数据所展示的曲线更趋向于演示价值，不具有指导发电设备运行情况的真实价值。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种光伏发电设备的功率数据填充方法及数据监控系统，以解决基于历史数据进行模型训练过程数据处理量大，数据处理速率低，且不能反映光伏发电设备当前的真实运行情况的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种光伏发电设备的功率数据填充方法，应用于光伏发电设备的数据监控系统，所述数据监控系统间隔设定时间获取所述光伏发电设备的电量数据和功率数据；该方法包括：

3、对设定时间内获取到的原始电量数据进行第一拟合填充以得到第一电量数据；

4、分析设定时间内获取到的原始功率数据，确定需进行功率缺失值填充的目标点位后，依次根据各目标点位截取所述第一电量数据中与对应的目标点位相关的第二电量数据，且在依次对第二电量数据进行第二拟合以得到电量拟合结果后，根据所述电量拟合结果得到各目标点位的第一填充功率值；

5、根据所述第一填充功率值对所述目标点位的功率缺失值进行填充。

6、在一种可能的实现方式中，所述对设定时间内获取到的原始电量数据进行第一拟合填充以得到第一电量数据，包括：

7、循环执行电量拟合填充操作；其中，所述电量拟合填充操作包括：

8、获取所述原始电量数据中相邻两电量值之间时间间隔大于第一时间间隔的电量缺失点组合(xi，xi+1)；

9、取xi前设定数量个电量值及xi+1后设定数量个电量值，确定对应的时间序列t和电量序列m，并根据所述时间序列t和电量序列m进行第一拟合得到各电量缺失点组合对应的电量拟合公式；

10、在缺失点组合(xj，xj+1)对应的时间间隔内每隔第二时间间隔确定一个填充电量点位，并基于对应的电量拟合公式确定各填充电量点位对应的填充电量值，对所述原始电量数据进行填充作为下一循环对应的原始电量数据；

11、当不存在电量缺失点组合时，将对应的电量数据作为第一电量数据；其中，所述第二时间间隔小于所述第一时间间隔。

12、在一种可能的实现方式中，在所述循环执行电量拟合填充操作之前，还包括：

13、在所述原始电量数据中首个电量值之前，根据所述第二时间间隔连续补偿设定数量个第一电量值，并在所述原始电量数据中最后电量值之后，根据所述第二时间间隔连续补偿设定数量个第二电量值；

14、其中，所述第一电量值为零；所述第二电量值根据所述原始电量数据中最后电量值确定。

15、在一种可能的实现方式中，在所述基于对应的电量拟合曲线公式确定各填充电量点位对应的填充电量值之后，还包括：

16、分别计算各填充电量值减去对应的相邻两个原始电量数据中电量值的电量差值；

17、在电量差值均为负数或正数时，舍弃对应的填充电量值。

18、在一种可能的实现方式中，在所述对设定时间内获取到的原始电量数据进行第一拟合填充以得到第一电量数据之前，还包括：

19、对设定时间内获取到的原始电量数据和功率数据，根据采样时刻按秒进行换算，并同时对原始电量数据和功率数据进行初始化作为时间轴坐标；

20、所述依次根据各目标点位截取所述第一电量数据中与对应的目标点位相关的第二电量数据，包括：

21、根据各目标点位对应的时间轴坐标，分别从所述第一电量数据中目标点位前和目标点位前后截取设定数量个电量值作为第二电量数据。

22、在一种可能的实现方式中，所述根据所述电量拟合结果得到各目标点位的第一填充功率值，包括：

23、对各目标点位的电量拟合结果进行求导，并根据各目标点位的时间轴坐标和对应的求导结果确定各目标点位的第一填充功率值；其中，所述电量拟合结果为拟合公式。

24、在一种可能的实现方式中，所述根据所述电量拟合结果得到各目标点位的第一填充功率值之后，还包括：

25、对所述原始功率数据进行第三拟合得到功率拟合结果；

26、根据所述功率拟合结果并结合所述原始电量数据和原始功率数据的获取精度对所述第一填充功率值进行矫正，得到各目标点位的第二填充功率值；

27、所述根据所述第一填充功率值对所述目标点位的功率缺失值进行填充，包括：

28、以所述第二填充功率值对所述目标点位的功率缺失值进行填充。

29、在一种可能的实现方式中，所述对所述原始功率数据进行第三拟合得到功率拟合结果，包括：

30、对所述原始功率数据进行分段，得到多个分段功率数据；

31、分别对各分段功率数据进行第三拟合得到功率拟合结果，得到多段曲线的分段拟合公式。

32、在一种可能的实现方式中，所述根据所述功率拟合结果并结合所述原始电量数据和原始功率数据的获取精度对所述第一填充功率值进行矫正，得到各目标点位的第二填充功率值，包括：

33、遍历各目标点位，执行如下操作：

34、根据目标点位对应的分段拟合公式确定目标点位对应的拟合功率值，并确定全量功率数据中目标点位相邻的多个目标功率值；其中，所述全量功率数据为各所述第一填充功率值和所述原始功率数据的功率数据集合；

35、在目标点位对应的第一填充功率值大于相邻的多个目标功率值，且目标点位对应的第一填充功率值与对应的拟合功率值的比值大于设定阈值时，以目标点位对应的第一填充功率值与所述设定阈值的比值作为第二填充功率值；

36、其中，所述设定阈值为所述原始电量数据的获取精度与所述原始功率数据的获取精度的比值。

37、第二方面，本技术实施例提供了一种光伏发电设备的数据监控系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

38、第三方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

39、本技术实施例提供一种光伏发电设备的功率数据填充方法及数据监控系统，通过对设定时间内获取的原始电量数据进行第一拟合填充，弥补各种原因导致的电量数据缺失，实现完整电量数据的获取，得到第一电量数据。对设定时间内获取的原始功率数据进行分析，确定存在功率缺失值的目标点位，接着，根据各目标点位依次截取第一电量数据中与之相关的第二电量数据。在依次对第二电量数据进行第二次拟合以得到电量拟合结果后，根据电量拟合结果计算出各目标点位的第一填充功率值。进而根据第一填充功率值对目标点位的功率缺失值进行填充。本技术摒弃了采用历史数据重构数据的方式，填充过程中全部采用的是按设定时间获取的小时间范围内的实时数据，具体的，本技术通过采用小范围拟合电量数据的方法，以在最小范围内保证填充功率值的准确性。本技术实施例，通过设定时间间隔，实时获取光伏发电设备的电量数据和功率数据，并利用实时获取的相对平稳的电量数据拟合填充，从而得到完整的第一电量数据。然后根据第一电量数据分段小范围地确定功率填充值，对功率缺失值进行补全，相较于依赖历史功率数据进行分析及功率填充的方法，提升功率填充效率同时提升填充精确度，可有效反映光伏发电设备的当前运行情况。