一种用于户用光伏发电控制维护的自助式事件数据库的制作方法

本发明主要用于户用式光伏领域，尤其涉及一种自助式户用光伏发电控制维护系统的事件数据库。

背景技术：

户用光伏系统的正常运行、维护与业主的经济效益密切相关。目前光伏组件的平均寿命在25年左右，而很多户用光伏电站位处偏远地区，缺少专业人员提供技术支持，光伏设备一旦出现故障无法得到及时地维护。除此之外现在光伏设备种类繁多，不同设备可能出现的故障种类也不尽相同。针对这一现状，需要一个事件数据库对各设备的运行数据和常见故障解决方案进行存储，对自助式户用光伏发电控制维护系统提供相关的数据支持，从而使业主能够对户用光伏系统的设备故障进行自助式维护。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种用于自助式户用光伏发电控制维护系统的事件数据库。该数据库可以根据故障判别模型的判别结果，给出数据库中已有的故障解决方案。对库中没有的故障类型，则由专业人员提供解决方案，并将此故障信息存储在事件数据库中。实现业主对户用式光伏系统的自助式维护，提高光伏系统的综合收益。

一种用于自助式户用光伏发电控制维护系统的事件数据库，数据库中包括业主信息、各个设备的历史故障数据、光伏设备实时运行数据、光伏历史运行数据以及常见设备故障的解决方案。该数据库作为一个对设备数据处理的平台，每隔10分钟会收到自助式户用光伏发电控制维护系统发来的访问请求，事件数据库在接收到请求后会把所需的数据传递给系统。数据库会根据模型所判断的故障、预警类型向业主提供相应的解决方案，解决方案包括光伏设备的故障部位、可能的故障原因、解决故障的具体操作和维护的难易程度，随后由业主自行对设备进行维护。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于户用光伏发电控制维护的自助式事件数据库，包括用户信息、实时信息、历史运行数据、历史故障数据、故障解决方案五个数据模块；

用户信息模块：用户信息模块包含业主信息表，业主信息表包括业主编号、业主所在地区、光伏设备编号和光伏设备类型；

实时信息模块：实时信息模块包含蓄电池表、光伏电池表、逆变器表、气象数据表中各设备的实时数据；

历史运行数据模块：历史运行数据模块包含蓄电池表、光伏电池表、逆变器表、气象数据表中各设备的历史运行数据；

历史故障数据模块：历史故障数据模块包含蓄电池表、光伏电池表、逆变器表、气象数据表中各设备发生历史故障时的运行数据，以及历史故障表中的数据其中包含设备故障时间、故障设备编号、故障类型、故障原因和故障严重等级；

故障解决方案模块：故障解决方案模块中包含故障解决方案表的故障编号、故障类型和故障解决方案；

事件数据库的故障解决方案一开始由设备的生产厂家提供，当业主的设备出现异常时，事件数据库会将设备在相似情况下解决方案发送给业主，业主根据实际运维效果对解决方案进行评估，运维专业人员依照业主的评估结果对解决方案进行改进；事件数据库中的具体故障信息由业主上传给数据库对其进行更新，故障信息包括光伏设备出现异常的可能位置、数据指标和故障发生时间；随后事件数据库会把故障信息输入故障判别模型中对故障类型进行划分，根据故障类型将相应的故障解决方案发送给业主，方案包括光伏设备的故障部位、可能的故障原因、解决故障的具体操作和维护的难易程度；

事件数据库中的原始故障判别模型由设备生产厂商提供，并存储在事件数据库中用于对业主上传的故障信息进行故障判别；模型的判别效果会由业主和运维的专业人员进行评估，专业人士根据评估信息会对模型进行更新，以实现更好的判别效果。

包括10个数据表，分别是业主信息表、蓄电池表、光伏电池板表、逆变器表、气象数据表、故障判别模型表、模型评价表、设备预警表、历史故障表、故障解决方案表；

每个数据表中所包含的变量属性如下：

业主信息表：业主编号、业主所在地区、光伏设备编号和光伏设备类型；

蓄电池表：蓄电池编号、数据采集时间、输入电压、输入电流、输出电压和输出电流；

光伏电池板表：光伏电池板编号、数据采集时间、光伏面板温度、倾角、方向角、输出电压和输出电流；

逆变器表：逆变器编号、数据采集时间、直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、输出有功功率、输出无功功率和逆变器效率；

气象数据表：气象数据传感器编号、数据采集时间、光照强度、环境温度和风速数据；

故障判别模型表：模型编号、模型信息、模型类型和模型判别准确率；

模型评价表：业主评估信息和专家评估信息；

设备预警表：设备预警时间、预警设备编号、预警类型和预警原因；

历史故障表：设备故障时间、故障设备编号、故障类型、故障原因和故障严重等级；

故障解决方案表：故障编号、故障类型和故障解决方案。

为了提高自助式户用光伏发电控制维护系统的故障识别准确度，将会根据业主的设备故障数据，对事件数据库进行更新从而使得故障判别模型的识别效果得到改进；更新的基本步骤如下：

步骤(1)、通过各种传感器每隔10分钟读取设备的运行数据di0；

步骤(2)、对读取的数据进行预处理，删去错误的数据并对缺失值进行填充，得到数据di1；

步骤(3)、将数据di1输入故障判别模型m中对设备进行故障识别，推断出设备的故障类型nk，k＝1,2,…,m；若预测结果为已知故障，则对业主进行提醒并发送故障的解决方案；

步骤(4)、若预测结果为未知故障，则将此条设备运行数据写入事件数据库，并由专业人员进行模型更新、提供解决方案。

本发明具有如下优点：

1.事件数据库中存储有常见故障的解决方案，应用在自助式户用光伏发电控制维护系统后，业主能够自行查找解决方案对设备进行维护。

2.事件数据库将全部业主的故障数据收集起来，并以此来对故障判别模型进行更新，进而提高故障判别准确率。

3、业主使用此事件数据库后能够及时的发现设备异常情况，从而自行对设备进行维护，提高经济效益。

附图说明

图1是本事件数据库的系统设计框图。

图2是本事件数据库与业主、专业人员和厂家的关系图。

图3是本事件数据库中所包含的数据表。

图4是本事件数据库的更新流程图。

具体实施方式

事件数据库的系统设计框图如图1所示。自助式户用光伏发电控制维护系统的核心在于事件数据库的建立，事件数据库中保存着光伏设备的相关运行数据，是系统对设备进行故障判别和实时监测的基础。事件数据库的合理设计能够提高故障解决的效率，对提高系统经济效率起着重要作用。因为光伏发电系统中有较多不同的设备，每个设备的运行数据种类繁多，因此为了简化提高分析效率，本事件数据库将把逆变器、蓄电池、光伏电池板、和气象数据传感器作为主要研究对象。

本事件数据库的故障解决方案一开始由设备的生产厂家提供。当业主的设备出现异常时，事件数据库会将设备在相似情况下解决方案发送给业主。业主根据实际运维效果对解决方案进行评估，运维专业人员依照业主的评估结果对解决方案进行改进。事件数据库中的具体故障信息由业主上传给数据库对其进行更新，故障信息包括光伏设备出现异常的可能位置、数据指标和故障发生时间。随后事件数据库会把故障信息输入故障判别模型中对故障类型进行划分，根据故障类型将相应的故障解决方案发送给业主。

事件数据库中的原始故障判别模型也由设备生产厂商提供，并存储在事件数据库中用于对业主上传的故障信息进行故障判别。模型的判别效果会由业主和运维的专业人员进行评估，专业人士根据评估信息会对模型进行更新，以实现更好的判别效果。事件数据库与业主、专业人员和厂家的关系如图2所示。

事件数据库中所包含的数据表如图3所示。

每个数据表中所包含的变量属性如下：

业主信息表：业主编号、业主所在地区、光伏设备编号和光伏设备类型。

蓄电池表：蓄电池编号、数据采集时间、输入电压、输入电流、输出电压和输出电流。

光伏电池板表：光伏电池板编号、数据采集时间、光伏面板温度、倾角、方向角、输出电压和输出电流。

逆变器表：逆变器编号、数据采集时间、直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、输出有功功率、输出无功功率和逆变器效率。

气象数据表：气象数据传感器编号、数据采集时间、光照强度、环境温度和风速。

故障判别模型表：模型编号、模型信息、模型类型和模型判别准确率。

模型评价表：业主评估信息和专家评估信息。

设备预警表：设备预警时间、预警设备编号、预警类型和预警原因。

历史故障表：设备故障时间、故障设备编号、故障类型、故障原因和故障严重等级。

故障解决方案表：故障编号、故障类型和故障解决方案。

为了提高自助式户用光伏发电控制维护系统的故障识别准确度，将会根据业主的设备故障数据，对事件数据库进行更新从而使得故障判别模型的识别效果得到改进，基本步骤如下，如图4所示：

(1)通过数据采集设备(各种传感器)每隔10分钟读取设备的运行数据i0；

(2)对读取的数据进行预处理，删去错误的数据并对缺失值进行填充，得到数据i1；

(3)将数据i1输入故障判别模型m中对设备进行故障识别，推断出设备的故障类型(nk，k＝1,2,…,m)；若预测结果为已知故障(n为故障类型集)，则对业主进行提醒并发送故障的解决方案；

(4)若预测结果为未知故障(n为故障类型集)，则将此条设备运行数据写入事件数据库，并由专业人员进行模型更新、提供解决方案。