一种光伏电站数据诊断系统的制作方法

本发明实施例涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏电站数据诊断系统。

背景技术：

随着光伏装机量的不断攀升，电站的清洗、运维、巡检都需要大量的人力，人工成本给企业带来不小的压力。针对上述情形，目前可采用“互联网+”模式不断渗透到光伏电站中，通过智能化手段降低人力成本。而目前的光伏智能平台均倾向于协助企业管理人员进行数据分析，也即通过采集到的数据，来分析电站的经营情况。而忽略了因设备本身的缺陷，如数据缺失、数据不刷新及数据超限等现象会造成数据不准确，从而给企业的经营者带来误判断，对企业的优化生产带来巨大影响。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的光伏电站数据诊断系统。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种光伏电站数据诊断系统，该系统包括：数据采集子系统、数据发送子系统、数据传输子系统、数据接收子系统及数据诊断子系统；其中，数据采集子系统，用于采集配电设备的各项数据；数据发送子系统，用于将采集到的各项数据上送至数据传输子系统；数据传输子系统，用于通过光纤通讯方式将电信号形式的各项数据传输至数据接收子系统；数据接收子系统，用于接收光信号形式的各项数据，并将光信号形式的各项数据转化为电信号形式的各项数据；数据诊断子系统，用于将各项数据与历史各项数据进行对比模型分析，得到光伏电站的诊断结果。

本发明实施例提供的光伏电站数据诊断系统，通过从光伏电站的角度出发，分析电站的内部环境及气象数据，并分析各个被采集的配电设备的运行状态及运行参数。结合光伏电站的外部环境，扫描历史数据库以寻找相关性，通过相关参数进行数据模型建立，来判断数据的有效性。由于可从电站的角度出发对整个电站进行数据模型建设，对电站所采集设备数据进行实时不间断扫描和对标分析，并可结合站内及站外环境因素，对数据产生的漏洞缺陷进行校准，从而可防止数据漏洞给企业决策人带来误判。

可选地，该系统还包括：数据仓储子系统；数据仓储子系统，用于将各项数据按照数据类型进行分类存储。

可选地，数据仓储子系统，包括：实时数据库模块、数据缓存模块及历史数据库模块；其中，实时数据库模块，用于实时接收各项数据；数据缓存模块，用于将各项数据进行缓存分类，并根据数据建设归属模型将各项数据分别置于对应的数据库中；历史数据库模块，用于将各项数据进行分类存储，并对历史各项数据或对各项数据进行修订后的数据进行分类存储。

可选地，该系统还包括：数据治理子系统；数据治理子系统，用于根据光伏电站的外部环境数据及生产情况数据建立分析模型，并基于分析模型对各项数据中的异常数据进行分析，并根据分析结果对异常数据进行自动修订或者向相关工作人员发布展示异常数据。

可选地，该系统还包括：数据告警子系统；数据告警子系统，用于基于各项数据中的异常数据，向相关工作人员进行告警。

可选地，数据采集子系统，包括：数据通讯接口及数据采集模块；其中，数据采集设备，用于通过配电设备本身的通讯硬接口，将各项数据按照标准的通讯规约传输至数据采集模块的通讯硬接口中；数据通讯接口，用于将各项数据传输至数据发送子系统。

可选地，数据发送子系统，包括：数据通讯管理模块；数据通讯管理模块，用于将各项数据中不同协议的数据转换为相同的协议，并将协议统一化的各项数据上送至数据传输子系统。

可选地，数据发送子系统，包括：数据通讯管理模块；数据通讯管理模块，用于将各项数据中不同协议的数据转换为相同的协议，并将协议统一化的各项数据上送至数据传输子系统。

可选地，数据传输子系统，包括：电光转换模块及光纤通讯链路；电光转换模块，用于将数据通讯管理模块的通讯硬接口转化为光纤通讯链路，并通过光纤通讯链路将各项数据传输至数据接收子系统。

可选地，数据接收子系统，包括：光电转换模块、数据接收模块及通讯硬接口；光电转换模块，用于将光纤通讯链路转换为通讯硬接口，以将光信号形式的各项数据转化为电信号形式的各项数据，并将转化后的各项数据传输至数据接收模块；数据接收模块，用于接收转化后的各项数据，并通过可视化配置工具对转化后的各项数据进行数据点配置。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述是示例性和解释性的，并不能限制本发明实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。

图1为本发明实施例提供的一种光伏电站数据诊断系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种数据仓储子系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种数据采集子系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种数据传输子系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种数据接收子系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

随着光伏装机量的不断攀升，电站的清洗、运维、巡检都需要大量的人力，人工成本给企业带来不小的压力。针对上述情形，目前可采用“互联网+”模式不断渗透到光伏电站中，通过智能化手段降低人力成本。而目前的光伏智能平台均倾向于协助企业管理人员进行数据分析，也即通过采集到的数据，来分析电站的经营情况。而忽略了因设备本身的缺陷，如数据缺失、数据不刷新及数据超限等现象会造成数据不准确，从而给企业的经营者带来误判断，对企业的优化生产带来巨大影响。

针对上述情形，本发明实施例提供了一种光伏电站数据诊断系统。参见图1，该系统包括：数据采集子系统11、数据发送子系统12、数据传输子系统13、数据接收子系统14及数据诊断子系统15；其中，数据采集子系统11，用于采集配电设备的各项数据；数据发送子系统12，用于将采集到的各项数据上送至数据传输子系统13；数据传输子系统13，用于通过光纤通讯方式将电信号形式的各项数据传输至数据接收子系统14；数据接收子系统14，用于接收光信号形式的各项数据，并将光信号形式的各项数据转化为电信号形式的各项数据；数据诊断子系统15，用于将各项数据与历史各项数据进行对比模型分析，得到光伏电站的诊断结果。

本发明实施例提供的光伏电站数据诊断系统，通过从光伏电站的角度出发，分析电站的内部环境及气象数据，并分析各个被采集的配电设备的运行状态及运行参数。结合光伏电站的外部环境，扫描历史数据库以寻找相关性，通过相关参数进行数据模型建立，来判断数据的有效性。由于可从电站的角度出发对整个电站进行数据模型建设，对电站所采集设备数据进行实时不间断扫描和对标分析，并可结合站内及站外环境因素，对数据产生的漏洞缺陷进行校准，从而可防止数据漏洞给企业决策人带来误判。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该系统还包括：数据仓储子系统；数据仓储子系统，用于将各项数据按照数据类型进行分类存储。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例。参见图2，数据仓储子系统，包括：实时数据库模块21、数据缓存模块22及历史数据库模块23；其中，实时数据库模块21，用于实时接收各项数据；数据缓存模块22，用于将各项数据进行缓存分类，并根据数据建设归属模型将各项数据分别置于对应的数据库中；历史数据库模块23，用于将各项数据进行分类存储，并对历史各项数据或对各项数据进行修订后的数据进行分类存储。

具体地，实时数据库模块21是实时接收光伏电站中被采集设备的生产值和状态值。数据缓存模块22是将被采集的设备数据信息进行缓存分类，并根据数据建设归属模型分置于对应数据库中。历史数据库模块23是接收各设备的实时数据进行分类存储，并将设备的统计数据、历史数据或修订后的数据进行分类存储。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该系统还包括：数据治理子系统；数据治理子系统，用于根据光伏电站的外部环境数据及生产情况数据建立分析模型，并基于分析模型对各项数据中的异常数据进行分析，并根据分析结果对异常数据进行自动修订或者向相关工作人员发布展示异常数据。

其中，光伏电站的外部环境包括电网限电(如电站的有功/无功控制指令及电站的死区控制值，这些一般由电网调度工作人员设定)等时变数据。而光伏电站的内部环境包括光伏电站所在地温度、湿度、大气压力、辐照度、辐射量、组件背板温度、组件阴影及光纤环网的有效性。

具体地，数据治理子系统是对异常数据，结合电站外部环境及电站生产情况以及数据相关性，建立分析模型，从而给予工作人员合理的推荐值。其中，数据治理周期可自动设定近一周、近一月或n月，并可设置为手动或自动修订。另外，还可以对信息进行系统发布展示，以使得工作人员可以第一时间获取到异常数据，并进行手动或自动的修订，防止数据漏洞给企业决策人带来误判。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，该系统还包括：数据告警子系统；数据告警子系统，用于基于各项数据中的异常数据，向相关工作人员进行告警。

具体地，数据告警子系统在对标数据时，对相关性较差的数据进行告警提示，以使得操作台的工作人员能够及时发现异常数据(如缺数、死数、越线或恒值)。

数据治理子系统；数据治理子系统，用于根据光伏电站的外部环境数据及生产情况数据建立分析模型，并基于分析模型对各项数据中的异常数据进行分析，并根据分析结果对异常数据进行自动修订或者向相关工作人员发布展示异常数据。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例。参见图3，数据采集子系统11，包括：数据通讯接口111及数据采集模块112；其中，数据采集设备112，用于通过配电设备本身的通讯硬接口，将各项数据按照标准的通讯规约传输至数据采集模块的通讯硬接口中；数据通讯接口111，用于将各项数据传输至数据发送子系统12。

具体地，主要是采集光伏电站中配电设备的运行状态值及运行数据值。其中，被采集的配电设备包括汇流箱、逆变器、箱变、智能电表及环境检测仪等。其中，汇流箱可以采集各组串电流，母线电压及总功率。逆变器可以采集有功功率、无功功率、电压、电流、频率、日发电量及累计发电量。箱变可以采集有功功率、无功功率、温度、频率及各开关状态。智能电表可以采集正向有功总电能、反向有功总电能、正向无功总电能及反向无功总电能。环境监测仪可以采集水平辐照度、水平辐射量、斜面辐照度、斜面辐射量、环境温度、组件背板温度、湿度、大气压力、风速及风向。

通过配电设备本身的通讯硬接口(rs485/rs232/rj45)，以标准的通讯规约(modbus)传输至数据采集模块112的通讯硬接口中(rs485/rs232)。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，数据发送子系统12，包括：数据通讯管理模块；数据通讯管理模块，用于将各项数据中不同协议的数据转换为相同的协议，并将协议统一化的各项数据上送至数据传输子系统。

具体地，数据通讯管理模块用于将其他规约及协议转换为统一电力规约(如iec-104)。该规约优势在于其变位上送能力。在数据通讯管理模块中，还可以具备断线缓存功能，当通讯链路发生中断时，可采用就地存储方式。在通讯恢复时，可以将中断的数据信息进行上送。其中，与数据传输子系统13相关联的硬接口可以为rj45，本发明实施例对此不作具体限定。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例。参见图4，数据传输子系统13，包括：电光转换模块131及光纤通讯链路132；电光转换模块131，用于将数据通讯管理模块的通讯硬接口转化为光纤通讯链路，并通过光纤通讯链路132将各项数据传输至数据接收子系统14。

具体地，将数据通讯管理模块中通讯硬接口rj45转换为光纤通讯方式。其中，根据传输距离可采用单/双模配置。需要说明的是，除了使用光纤通讯链路132之外，还可以使用其它类型的通讯链路。由于光纤通讯链路132具有传输频带宽、通信容量大、传输损耗低、中继距离长、线径细、重量轻、绝缘、抗电磁干扰性能强、具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强及原料为石英可节省金属材料，有利于资源合理使用等优点。因此，优选地，可选用光纤通讯链路132。

与此同时，可采用光纤自愈环网，将所有配电设备的各项信息分布在信号流向相反的两个环上，正常时只有主环在工作，而备环处于备份状态。当环上某处光纤断裂或某节点发生故障时，与故障点最近的两个环网节点在自动环回的同时，主动向操作员站上送网络动作切换信息，操作员站在监控画面上可通过网络着色的方式，向运行人员提示故障网段，方便通信网络故障的查找和恢复，从而极大地提高了通信的可靠性。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例。参见图5，数据接收子系统14，包括：光电转换模块141、数据接收模块142及通讯硬接口143；光电转换模块141，用于将光纤通讯链路转换为通讯硬接口143，以将光信号形式的各项数据转化为电信号形式的各项数据，并将转化后的各项数据传输至数据接收模块142；数据接收模块142，用于接收转化后的各项数据，并通过可视化配置工具对转化后的各项数据进行数据点配置。

具体地，光电转换模块141可用于将光纤通讯链路132转换为rj45的通讯硬接口143，以向数据接收服务器提供牢靠的数据通讯接口。数据接收模块142可用于接收光电转换模块141转发来的数据进行解析，并通过tag可视化配置工具进行数据点配置。需要说明的是，此时，被采集的配电设备——采集子系统——转发子系统——通讯链路——数据接收子系统可以搭建起一条数据传输的桥梁，从而完成数据的传输。

还需要说明的是，本发明实施例提供的光伏电站数据诊断系统还配置有智能算法，通过该智能算法可使得光伏电站数据诊断系统具有自主学习的能力，从而能够不断提高数据诊断的准确性以及后续治理效果。其中，自主学习能力指的是将光伏电站实时或历史数据进行自动扫描或积累，从而不断与光伏电站生产中的正常值(考虑站内/站外因素)进行对标，以提升电站数据的准确性。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施例技术方案的精神和范围。