一种光伏组件故障实时监测方法和系统与流程

本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种光伏组件故障实时监测方法和系统。

背景技术：

分布式光伏技术作为一种新兴的能源技术可以同时满足能源的需求、减少温室效应和提高供电可靠性，是未来世界能源技术发展的重要方向。随着光伏产业的蓬勃发展，如果没有对光伏电站进行监控，无法知道光伏电站是否正常运行，或许会造成无法估计的损失。对光伏电站系统进行监控，不仅能够及时发现故障并解决，还能够降低维护成本。

现有技术中，太阳能光伏电站的监控方式是效率低的人工巡查，从21世纪开始，监控方式变成了远程监控，随着科技的发展，光伏电站的监控系统的功能更加全面，能够对电站采集的数据进行处理，不仅给运营商带来利益，还能利用这些数据进行预测来提高电站的运行效率，但是由于缺少专业的措施，使得光伏电站依旧存在一些不足。

随着无线传感器自组网技术的发展，一些极端恶劣环境下的设备的检修和监测都用无线传感器自组网技术来实现，例如地震监测，灾难救援，精密农业，天然气和石油管道监测。虽然有线网络是现在常用的重要信息传输方式，但对一些人力难以到达的极端恶劣的天气环境无法进行有效地监控。且在应急环境下有线网络往往容易遭到破坏。有线网络无法适应复杂多变的环境。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够适应复杂多变环境的光伏组件故障实时监测方法和系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种光伏组件故障实时监测方法，所述监控方法包括：

在光伏组件区域内随机布置多个数据采集节点；

所述数据采集节点采集所述光伏组件的数据信息；

对所述数据信息处理分析，获得所述数据信息的变化曲线；

根据所述变化曲线的曲线变化范围的实时监控，获得出现故障的所述光伏组件；

将有故障的所述光伏组件的数据信息发送给运维中心；

所述运维中心根据有故障的所述光伏组件的数据信息进行维修处理。

可选的，所述对所述数据信息处理分析之前还包括：

将所述数据信息进行滤波、去噪处理。

可选的，所述数据信息具体包括所述光伏组件的温度、电流、电压、位置。

可选的，所述根据所述变化曲线的曲线变化范围的实时监控具体包括：

所述变化曲线变化过大、趋零的组件为出现故障的所述光伏组件。

可选的，所述根据所述数据采集节点采集所述光伏组件的数据信息具体包括：

多个所述数据采集节点以无线自组网的方式与中心汇聚节点建立数据连接，所述数据采集节点将所述数据信息汇聚至所述中心汇聚节点，所述中心汇聚节点存储有汇聚数据信息；

所述中心汇聚节点运行自组网通信协议，将所述汇聚数据信息发送至中继节点；

所述中继节点将所述汇聚数据信息通过无线网络传输至光伏云后台进行数据处理。

可选的，在所述运维中心根据有故障的所述光伏组件的数据信息进行维修处理之后还包括：

维修处理完后将处理的结果信息发送至所述运维中心；

所述运维中心将有问题的组件更改为没有问题。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

一种光伏组件故障实时监测系统，所述监测系统包括：

节点布置模块，用于在光伏组件区域内随机布置多个数据采集节点；

数据采集模块，用于所述数据采集节点采集所述光伏组件的数据信息；

数据分析模块，用于对所述数据信息处理分析，获得所述数据信息的变化曲线；

数据监控模块，用于根据所述变化曲线的曲线变化范围的实时监控，获得出现故障的所述光伏组件；

数据发送模块，用于将有故障的所述光伏组件的数据信息发送给运维中心；

运维模块，用于所述运维中心根据有故障的所述光伏组件的数据信息进行维修处理。

可选的，所述数据采集模块具体包括：

中心汇聚单元，用于多个所述数据采集节点以无线自组网的方式与中心汇聚节点建立数据连接，所述数据采集节点将所述数据信息汇聚至所述中心汇聚节点，所述中心汇聚节点存储有汇聚数据信息；

数据传输单元，用于所述中心汇聚节点运行自组网通信协议，将所述汇聚数据信息发送至中继节点；

数据处理单元，用于所述中继节点将所述汇聚数据信息通过无线网络传输至光伏云后台进行数据处理。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种光伏组件故障实时监测方法及系统，采用无线传感器自组织网络，克服了极端环境下人员无法经常到达、巡检困难、无法实时监测的难题，实现了极端环境条件下光伏组件故障信息的实时采集，结合gprs网络传输系统，将采集到的数据传输入互联网，实现了光伏云后台的实时监测、指令派遣。对数据进行实时处理，动态显示、绘制各个光伏组件区域的温度、电压、电流的变化曲线，通过光伏云后台实时监控达到对问题组件的监测、定位，第一时间内下达运维派遣指令，减少了极端环境下一线人员的巡检压力，故障信息传递及时有效，满足了极端环境下光伏组件故障实时监测的需要。

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，下面将对实施例中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的本发明提供的方法的流程图；

图2为本发明提供的本发明提供的结构图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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做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。

本发明的目的是提供一种能够适应复杂多变环境的光伏组件故障实时监测方法和系统。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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。

如图1所示，一种光伏组件故障实时监测方法，所述监控方法包括：

步骤100：在光伏组件区域内随机布置多个数据采集节点；在光伏组件区域内部署大量低成本、随机分布的集成了传感器组、数据处理单元和短距离无线通信模块的数据采集节点，借助节点内置的传感器组协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中的光伏组件温度、电压、电流、位置等信息；

步骤200：所述数据采集节点采集所述光伏组件的数据信息；

步骤300：对所述数据信息处理分析，获得所述数据信息的变化曲线；

步骤400：根据所述变化曲线的曲线变化范围的实时监控，获得出现故障的所述光伏组件；

步骤500：将有故障的所述光伏组件的数据信息发送给运维中心；

步骤600：所述运维中心根据有故障的所述光伏组件的数据信息进行维修处理。

步骤300：对所述数据信息处理分析之前还包括：将所述数据信息进行滤波、去噪处理。

所述数据信息具体包括所述光伏组件的温度、电流、电压、位置。

所述根据所述变化曲线的曲线变化范围的实时监控具体包括：所述变化曲线变化过大、趋零的组件为出现故障的所述光伏组件。

步骤200：数据采集节点采集所述光伏组件的数据信息具体包括：

步骤201：多个所述数据采集节点以无线自组网的方式与中心汇聚节点建立数据连接，所述数据采集节点将所述数据信息汇聚至所述中心汇聚节点，所述中心汇聚节点存储有汇聚数据信息；

步骤202：所述中心汇聚节点运行自组网通信协议，将所述汇聚数据信息发送至中继节点；

步骤203：所述中继节点将所述汇聚数据信息通过无线网络传输至光伏云后台进行数据处理；

数据采集节点以无线自组网的方式与中心汇聚节点建立数据传输，无线自组网采用绕射能力强、传输距离远、接收灵敏度高的433mhz技术；中心汇聚节点运行自组网通信协议，负责网络的建立、传感器节点的控制与数据汇聚等功能，并采用串口通信方式将汇聚的数据传递给gprs数据中继节点；

中继节点通过gprs网络接入internet网络，通过用户数据报协议数据传输协议将采集到的数据信息传输至光伏云后台。

在步骤600：所述运维中心根据有故障的所述光伏组件的数据信息进行维修处理之后还包括：

维修处理完后将处理的结果信息发送至所述运维中心；

所述运维中心将有问题的组件更改为没有问题；光伏云后台利用实时数据处理软件，通过用户数据报协议数据传输协议访问服务器上的数据库，并对数据进行实时处理，动态地显示、绘制各光伏组件区域的温度、电压、电流变化曲线。

光伏云后台通过对各曲线变化范围的实时监控，发现变化过大、趋零的问题组件，并将问题组件信息、位置信息发送给运维中心，运维中心派遣运维人员，根据所提供的位置信息到达相应地点，确认相应问题并进行维护，维护结束后将结果反馈给后台，后台将本条记录更改为已处理。

为了实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

如图2所示，一种光伏组件故障实时监测系统，所述监测系统包括：

节点布置模块1，用于在光伏组件区域内随机布置多个数据采集节点；

数据采集模块2，用于所述数据采集节点采集所述光伏组件的数据信息；

数据分析模块3，用于对所述数据信息处理分析，获得所述数据信息的变化曲线；

数据监控模块4，用于根据所述变化曲线的曲线变化范围的实时监控，获得出现故障的所述光伏组件；

数据发送模块5，用于将有故障的所述光伏组件的数据信息发送给运维中心；

运维模块6，用于所述运维中心根据有故障的所述光伏组件的数据信息进行维修处理。

如图2所示，所述数据采集模2具体包括：

中心汇聚单元21，用于多个所述数据采集节点以无线自组网的方式与中心汇聚节点建立数据连接，所述数据采集节点将所述数据信息汇聚至所述中心汇聚节点，所述中心汇聚节点存储有汇聚数据信息；

数据传输单元22，用于所述中心汇聚节点运行自组网通信协议，将所述汇聚数据信息发送至中继节点；

数据处理单元23，用于所述中继节点将所述汇聚数据信息通过无线网络传输至光伏云后台进行数据处理。

星型数据采集网络部分，该部分通过在光伏组件区域部署大量低成本、随机分布的集成了传感器组、数据处理单元和短距离无线通信模块的数据采集节点，借助节点内置的传感器组协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中的光伏组件温度、电压、电流、位置等信息；

gprs网络部分，为星型采集网络采集到的电压、电流、温度以及位置信息提供传输通道，将这些信息通过互联网传输至光伏云后台；

光伏云监控后台部分，对数据进行实时处理，动态地显示、绘制各光伏组件区域的温度、电压、电流变化曲线，实时监控，并将问题组件信息、位置信息发送给运维中心。

运维中心部分，等待后台下达派遣指令，对接受到的指令，第一时间规划路线，派遣人员到达现场，对光伏组件问题确认、运行维护，维护结束后将结果反馈给后台，后台将本条记录更改为已处理。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。