一种采集与处理光伏电站数据的系统及方法与流程

本发明涉及光伏电站数据处理技术领域，具体涉及一种采集与处理光伏电站数据的系统。

背景技术：

随着光伏发电技术的迅速发展，光伏发电在世界能源供给中占据了重要的席位，成为了世界能源供应的主体。光伏发电技术是将太阳能直接转换为电能的技术，光伏电站则是利用太阳能进行电力产出的设施，而在光伏电站的运行过程中，会产生各种数据，在现有技术中通常采用非结构化的数据库存储数据以方便光伏电站对数据的采集与处理。

近年来，随着智能电网的迅速发展，光伏产业产生了大量的数据，而合理全面地采集，存储及应用这些数据，能够了解整个电网的参数信息和运行情况，有利于对光伏电站性能进行科学的评估，提高光伏电站的数据质量，发电效率和整体性能。但是，光伏电站线下的运行维护无法及时获取电站及其部件的工作状态，无法实时的采集和处理光伏电站采集处理的各种数据不仅造成了较大的运营维护成本还在较大程度上的影响了光伏电站的正常运行时间与光伏电站的工作效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采集与处理光伏电站数据的系统与方法。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种采集与处理光伏电站数据的系统，包括：总线，数据采集器，数据传输器，数据处理器，电站服务器；

所述数据采集器，与所述数据传输器通信连接；所述数据传输器，与所述数据处理器相连接；所述数据采集器通过总线采集光伏电站数据再将所述光伏电站数据通过所述数据传输器传输至所述数据处理器；

所述光伏电站数据包括：光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据；

所述数据处理器，与所述电站服务器相连接，用于接收所述光伏电站数据，并对接受到的所述光伏电站数据进行解析，分类与校验，提取出有效光伏电站数据并将所述有效光伏电站数据传输者所述电站服务器中进行存储。

可选的，所述一种采集与处理光伏电站数据的系统还包括：云端服务器与客户端；

所述云端服务器，分别与所述电站服务器、所述客户端通信连接，用于调取所述电站服务器中的所述有效光伏电站数据并向所述客户端进行显示。

可选的，所述一种采集与处理光伏电站数据的系统，所述云端服务器还用于接收所述客户端发送来的数据查询请求。

可选的，一种采集与处理光伏电站数据的系统，所述数据传输器上设有数据传输接口，所述数据采集器采集到的所述光伏电站数据通过所述数据传输接口输送至所述数据处理器中；所述数据传输接口为光电复用接口。

可选的，一种采集与处理光伏电站数据的系统，所述电站服务器在对所述有效光伏系统热测量数据进行存储时，按照所述有效光伏系统热测量数据的字节大小逐渐升高的顺序进行存储；

所述电站服务器在对所述有效气象与辐照数据进行存储时，按照所述有效气象与辐照数据的字节大小逐渐升高的顺序进行存储；

所述电站服务器在对所述有效逆变器数据进行存储时，按照所述有效逆变器数据的自己额大笑逐渐升高的顺序进行存储。

可选的，一种采集与处理光伏电站数据的系统，所述光伏系统热测量数据，包括：光伏系统操作数据，设备运行温度数据，热量数据，热表水温数据，供水温度数据和时间数据。

可选的，一种采集与处理光伏电站数据的系统，所述气象与辐照数据，包括：气象预报数据，有光照时间段天气信息数据和无光照时间段天气信息数据。

可选的，一种采集与处理光伏电站数据的系统，所述逆变器数据包括：注册数据，心跳数据，采集器数据和传感器数据；

所述注册数据为所述光伏电站首次传输到所述数据采集器的电压数据与电流数据；

所述心跳数据为能使所述数据采集器与所述数据处理器保持连接的电压数据与电流数据。

可选的，一种采集与处理光伏电站数据的系统，存储在所述电站服务器中的所述有效光伏电站数据还包括：实时有效光伏电站数据，历史有效光伏电站数据。

一种采集与处理光光伏电站数据的方法，所述方法适用于上述任一项所述的采集与处理光伏电站数据的系统，所述方法包括：

接收数据传输器传输来的光伏电站数据；所述光伏电站数据包括：光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据；

对所述光伏电站数据进行解析、分类与校验，并提取有效光伏电站数据；

发送所述有效光伏电站数据至电站服务器进行存储。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请公开了一种采集与处理光伏电站数据的系统，包括：总线，数据采集器，数据传输器，数据处理器，电站服务器。此系统通过数据采集器与数据传输器通信连接，且数据采集器通过总线采集光伏电站数据后再通过所述数据传输器将光伏电站数据传输至所述数据处理器，并且光伏电站数据包括：光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据；且数据处理器与电站服务器相连接，在数据处理器接收到数据传输器发送来的数据采集器采集到的光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据后，对光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据进行解析、分类与校验，并提取出有效光伏系统热测量数据，有效气象与辐照数据，有效逆变器数据，在将有效光伏系统热测量数据，有效气象与辐照数据，有效逆变器数据传输至所述电站服务器中进行存储采用上述系统的数据采集器，数据传输器与数据处理器实现了光伏电站数据采集和处理的实时性，并采用电站服务器存储数据以方便光伏电站数据的存储与调用，实现了光伏电站数据采集与处理的实时性，提高了光伏电站的工作效率，因此能够实时获取光伏电站的工作状态，方便光伏电站实时的运行维护。

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。

图1是本申请一实施例提供的一种采集与处理光伏电站数据的系统结构图；

图2是本申请一实施例提供的一种采集与处理光伏电站数据的方法流程图。

图1中：101、总线；102、数据采集器；103、数据传输器；104、数据处理器；105、电站服务器；106、云端服务器；107、客户端。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1为本申请一实施例提供的一种采集与处理光伏电站数据的系统结构图，如图1所示，本实施例的采集与处理光伏电站数据的系统包括：总线101、数据采集器102、数据传输器103、数据处理器104、电站服务器105、云端服务器106、客户端107。

数据采集器102通过总线101采集光伏电站数据，为完成光伏电站性能的科学评估，按数据的种类划分，数据采集器102需要采集三部分光伏电站数据，包括：光伏系统热测量数据，气象与辐照数据与逆变器数据，且为了便于对光伏电站性能进行分析，需要对光伏电站的相关数据进行采集，同时将采集到的光伏电站数据存储在数据库中。在数据采集器102进行数据采集之前，需要对数据处理器进行连接，使之能够完成双向通信。

本实施例中，对光伏系统热测量数据的采集之前，数据采集器102先完成各类函数与模块的调用，并且完成对日志程序的初始化，规定日志文件的路径并限定日志文件的大小，同时，创建控制台处理程序并设置级别以进行调试，并在数据采集过程中创建格式化程序，便于限定数据采集的格式化输出，获得plc相关数据。且光伏系统热测量数据在进行数据分类等相应的处理之后，能够分为：光伏系统操作数据，设备运行温度数据，热量数据，热表水温数据，供水温度数据和时间数据，按照条件将各类数据从列表中提取出来，进行筛选并对数据进行相应处理。

本实施例中，对气象与辐照数据的采集时，通过中国天气网提供的api接口查询当地的气象预报数据，获取当地地区的天气信息，例如获取北京地区的天气信息时，能够查询到北京地区的区域编号为“101090111”并且通过该编号明确所要获取的天气信息的地区，并对该地区的光伏电站性能进行评估。在输入明确的地区编号之后，使用合法的id访问该地区的气象查询网站，获得该地区的天气信息。本实施例中，气象与辐照数据具体包括：气象预报数据，有光照时间段天气信息数据和无光照时间段天气信息数据。即在获取的天气信息中包含夜间天气与白天天气，两个时间段的天气状况对光伏电站的发电情况并不相同，因此，需要将白天与夜间的气象与辐照数据分开进行处理，即分开处理有光照时间段天气信息数据和无光照时间段天气信息数据。

本实施例中，逆变器数据是通过在逆变器端安装的逆变器数据采集器进行采集和上传的。在对逆变器数据进行采集的过程中，为了降低对存储空间的需求，需要对动态采样速率进行调整，对上报的数据进行过滤，并且根据输入的数据的变化率确定下一次的输出频次，对变化快的数据增加采样率，对变化平缓的数据降低采样率，采用动态窗口平滑滤波的算法。本实施例中，逆变器数据包括：注册数据，心跳数据，采集器数据和传感器数据，在这几种数据中，采集器数据和传感器数据不需要进行特殊处理。本实施例中，注册数据为数据采集器102与数据处理器104第一次建立连接后数据采集器102通过总线101采集到的数据，且注册数据满足一定的编码规则，即注册数据为所述光伏电站首次传输到所述数据采集器102的电压数据与电流数据，需要在数据采集器102采集到数据之后进行编码加密。数据采集器102与数据处理器104建立连接后，数据处理器104对注册数据进行未识别标记，若一定时间内收到上传的合法地址，则对连接进行标记，并进行正常的数据通讯，若数据采集器102与数据处理器104建立连接后，在60秒的时间内数据处理器没有上传合法的地址，则电力系统将关闭对数据采集器与数据处理器的连接。本实施例中，心跳数据为能使所述数据采集器102与所述数据处理器104保持连接的电压数据与电流数据，当数据采集器102没有通过总线101接收到光伏电站数据时，定时向数据处理器上报心跳数据，维持数据采集器102与数据处理器之间的连接。当数据处理器104在一定时间内接收不到数据采集器102的任何数据时，则关闭连接，除心跳数据之外的其他数据则直接通过解析数据模块进行数据解析，从连接的数据包中获得合法有效的数据帧，并且根据标记提取相关数据，并交由格式化数据函数进行统一格式，上传到数据处理器104，同时还发送至客户端。

本实施例中，数据采集器102与数据传输器103通信连接，且数据传输器103与数据处理器104相连接，当数据采集器102通过总线101采集光伏电站数据之后再将光伏电站数据通过数据传输器103传输至数据处理器104。即在本实施例中，数据采集器102，数据传输器103，数据处理器104构成数据驱动机制，数据驱动机制为跟随当前时间点上出现的数据，调取可用资源，执行相关任务，使不断出现的问题得以解决，防止数据堆积。在数据驱动机制下，数据一旦被采集，就会有相应的程序被调用执行，因此，使用数据驱动机制能很好的保证数据采集的实时性，以此来保证性能评估的准确性。

本实施例中，数据传输器103上设有数据传输接口，数据采集器102采集到的光伏电站数据通过数据传输接口输送至所述数据处理器104中，并且数据传输接口为光电复用接口，此光电复用接口能设立监听端口，保证能顺利进行数据的输送。数据传输采用循环冗余校验算法保证数据的准确性，并对有效的字节数据进行了规定，即有效的字节数据应当包括有效的数据地址，有效的数据类型和有效的数据长度。

本实施例中，数据处理器104与电站服务器105相连接，用于接收光伏电站数据并对接收到的光伏电站数据进行解析分类与校验，并提取出有效光伏电站数据，并将有效光伏电站数据传输至电站服务器105中进行存储。同时，数据处理器104在进行数据分类时需进行相应的处理，将上述的光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据大致分为操作类数据，设备运行温度数据，热量数据，热表水温数据，供水温度数据，时间数据等，且按照条件将各类数据从列表中提取出来，并进行筛选，对数据进行相应的处理。数据处理器104对采集到的光伏电站的数据进行校验，将校验通过的字节数据缓存到数据词典中，并将筛选出的有效的数据进行数据格式化，将剩下的字节数据保存，放在下一次的数据中一起进行处理，在提取并格式化数据的过程中，对各个类型的光伏电站数据进行格式化处理，以此区分各类光伏电站数据对光伏电站性能的影响。

本实施例中，在存储该部分数据时，采用有效光伏电站数据的字节大小逐渐升高的顺序进行存储，即电站服务器105在对有效光伏系统热测量数据进行存储时，按照有效光伏系统热测量数据的字节大小逐渐升高的顺序进行存储；电站服务器105在对有效气象与辐照数据进行存储时，按照有效气象与辐照数据的字节大小逐渐升高的顺序进行存储；电站服务器105在对有效逆变器数据进行存储时，按照有效逆变器数据的字节大小逐渐升高的顺序进行存储。除此之外，电站服务器105中的有效光伏电站数据还包括：实时有效光伏电站数据，历史有效光伏电站数据。本实施例中的电站服务器105中存储光伏电站数据的是数据存储模块，数据存储模块包括数据接受脚本与mongodb数据库，在进行光伏电站数据的存储过程时，数据存储模块先对接收到的数据进行有效性的判断，并将有效的光伏电站数据存入mongodb数据库，同时mongodb数据库采用了分布式复制机制，即由一台主电站服务器与一台副电站服务器组成，在主服务器发生故障时，能够自动切换至副服务器提供存储服务，以保证数据的可靠性和完整性。并且该数据存储模块采用了时间驱动的通讯机制，能够节省系统资源，提高了通讯效率，并且保障了通讯的实时性和可靠性。

本实施例中的采集与处理光伏电站数据的系统为了显示光伏电站的实时数据，还包括云端服务器106与客户端107，云端服务器106，分别与电站服务器105、客户端107通信连接，用于调取电站服务器105中的有效光伏电站数据并向客户端进行显示，并且云端服务器106还用于接收客户端107发送来的数据查询请求，实现客户端107与电站服务器105之间的双向通信。

通过本实施例的采集与处理光伏电站数据的系统，实现了光伏电站数据采集和处理的实时性，并方便光伏电站数据的存储与调用，实现了光伏电站数据采集与处理的实时性，提高了光伏电站改的而工作效率，因此能够实时的获取光伏电站的工作状态，方便光伏电站的实时运行维护。

图2为本申请一实施例提供的一种采集与处理光伏电站数据的方法流程图，如图2所示，本实施例的采集与处理光伏电站数据的方法包括：

步骤200、接收数据传输器传输来的光伏电站数据；

步骤201、对光伏电站数据进行解析、分类与校验，并提取有效光伏电站数据；

步骤203、发送有效光伏电站数据至电站服务器进行存储。

在本实施例中的光伏电站数据包括光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据。在进行光伏电站数据采集与处理时，系统先接收到数据传输器传输来的已经采集到的光伏电站的各项数据，包括光伏系统热测量数据，气象与辐照数据，逆变器数据；在接收到这些光伏电站的各项数据之后，再对这些数据进行解析，分类与校验，即对采集到的光伏电站的数据进行数据的预处理，，并从采集到的数据中提取出有效光伏电站数据，此有效光伏电站数据应当包括有效的光伏电站数据地址，有效的光伏电站数据类型和有效的光伏电站数据长度。本实施例中，在提取出有效光伏电站数据之后，则发送这些有效光伏电站数据至电站服务器储存，供用户随时查看。

通过本实施例的采集与处理光伏电站数据的方法，实现了光伏电站数据采集和处理的实时性，并方便用户对光伏电站数据的存储与调用，因此使用户能够实时的获取光伏电站的工作状态，方便用户针对不同的工作状态以采取相应的解决措施。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。