一种光伏电站集群监控方法及系统与流程

本发明涉及光伏电站监控，具体而言，涉及一种光伏电站集群监控方法及系统。

背景技术：

1、随着物联网及数字化技术的不断发展，各种各样的光伏电站监控系统被广泛应用于光伏电站的监控以及运维过程中。光伏发电具有安全、可靠、清洁、无地域和无规模限制等优点，因此光伏电站既可以建在荒山和荒坡等野外开阔地带，也可以建在工业园区的厂房或者居民楼的屋顶，利用闲置空间获得自发自用的电能。

2、现有光伏电站远程集控系统针对系统中的众多运行数据通常未经甄别，直接向用户呈现，导致真正需要迫切处理的故障数据淹没在无需处理的运行数据中，难以识别。并且，现有技术通常将各类运行数据集中展示，不利于工作人员针对监控系统中疑似故障区域的数据和图像进行获取，不能及时掌握可能出现故障区域的光伏电站的实时情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏电站集群监控方法及系统，其通过修正系数处理运行数据，通过将运行数据输入至构建好的故障诊断模型，以此获取疑似故障区域；通过构建状态矩阵确定光伏电站的环境状态；整个算法流程方便快捷，准确率高。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种光伏电站集群监控方法包括以下步骤：

4、采集光伏电站的运行数据，并根据运行数据确定光伏电站的疑似故障区域；

5、在疑似故障区域内设置若干个监测点，采集若干个监测点的环境参数，并根据环境参数确定光伏电站的环境状态；

6、采集光伏电站的运行图像，并根据光伏电站的环境状态对运行图像进行预处理，将预处理后的运行图像传输至服务器端，完成光伏电站集群监控。

7、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

8、(1)该光伏电站集群监控方法通过从海量运行数据中筛选故障数据，由此确定疑似故障区域，解决了现有光伏电站监控系统中故障数据难以识别，以及无法确定需要重点监控的疑似故障区域的问题，能够对疑似故障区域进行重点监控，减少运维人员的工作量，提高光伏电站的运维效率；

9、(2)该光伏电站集群监控方法通过采集环境参数，确定光伏电站的环境状态，便于后续步骤针对不同的环境状态采用不同的图像处理算法，以确定光伏电站的实际运维需求，提高运维工作的合理性；

10、(3)该光伏电站集群监控方法根据环境状态进行图像处理，便于运维人员通过清晰的图像了解光伏电站的设备运行情况，以便到现场进行及时维护；

11、(4)该光伏电站集群监控方法通过修正系数处理运行数据，通过将运行数据输入至构建好的故障诊断模型，以此获取疑似故障区域；通过构建状态矩阵确定光伏电站的环境状态；整个算法流程方便快捷，准确率高。

12、进一步地，运行数据包括光伏电站中光伏组件的的有功功率、无功功率和辐照度。

13、进一步地，根据运行数据确定光伏电站的疑似故障区域，包括以下步骤：

14、利用第一功率修正系数对有功功率进行修正，得到有功功率修正值；

15、利用第二功率修正系数对无功功率进行修正，得到无功功率修正值；

16、构建故障诊断模型；

17、将有功功率修正值、无功功率修正值和辐照度输入至故障诊断模型，得到光伏组件的故障诊断系数；

18、将故障诊断系数大于或等于设定故障诊断阈值的光伏组件所属区域作为疑似故障区域。

19、进一步地，第一功率修正系数α的计算公式为：

20、

21、式中，ρ1表示第一衰减系数，tmax表示光伏组件的最大温度值，ρ2表示第二衰减系数，n表示光伏组件总数，ρ3表示第三衰减系数，pmax1表示光伏组件的最大有功功率值；

22、第二功率修正系数β的计算公式为：

23、

24、式中，λ1表示第四衰减系数，tmin表示光伏组件的最小温度值，λ2表示第五衰减系数，pmax2表示光伏组件的最大无功功率值，λ3表示第六衰减系数，v0表示光伏组件的无功功率调节速率。

25、进一步地，故障诊断模型f的表达式为：

26、

27、式中，n表示光伏组件总数，gn表示第n个光伏组件的辐照度，α表示第一功率修正系数，β表示第二功率修正系数，p1表示有功功率修正值，p2表示无功功率修正值。

28、进一步地，环境参数包括光伏电站所属区域的光照度和风速。

29、进一步地，根据环境参数确定光伏电站的环境状态，包括以下步骤：

30、对光伏电站所属区域的光照度和风速进行归一化处理；

31、根据归一化处理后的光照度，构建光照状态矩阵；

32、根据归一化处理后的风速，构建风速状态矩阵；

33、对光照状态矩阵和风速状态矩阵进行融合，得到环境状态融合矩阵；

34、计算环境状态融合矩阵的秩；

35、计算若干个监测点的光照度均值和风速均值，并将光照度均值和风速均值的平均值作为环境状态阈值；

36、根据环境状态融合矩阵的秩与环境状态阈值，确定光伏电站的环境状态；其中，若环境状态融合矩阵的秩大于或等于环境状态阈值，则光伏电站的环境状态为光线充足状态，若环境状态融合矩阵的秩小于环境状态阈值，则光伏电站的环境状态为光线昏暗状态。

37、进一步地，光照状态矩阵x的表达式为：

38、

39、式中，xij表示第i个监测点的j时刻归一化处理后的光照度，i表示光伏电站的监测点个数，j表示采集环境参数的时间点，i＝1,2,...,m，j＝1,2,...,t；

40、风速状态矩阵y的表达式为：

41、

42、式中，yij表示第i个监测点的j时刻归一化处理后的风速；

43、环境状态融合矩阵z的计算公式为：

44、z＝i⊙x+i⊙y

45、式中，i表示单位矩阵，⊙表示哈达玛积。

46、进一步地，环境状态为光线充足状态，则对运行图像依次进行平滑处理、降噪处理和锐化处理；

47、环境状态为光线昏暗状态，则对运行图像进行增强处理、平滑处理、降噪处理和锐化处理。

48、本发明还提供了一种光伏电站集群监控系统，包括疑似故障区域生成单元、环境状态生成单元和图像处理单元；

49、疑似故障区域生成单元用于采集光伏电站的运行数据，并根据运行数据确定光伏电站的疑似故障区域；

50、环境状态生成单元用于在疑似故障区域内设置若干个监测点，采集若干个监测点的环境参数，并根据环境参数确定光伏电站的环境状态；

51、图像处理单元用于采集光伏电站的运行图像，并根据光伏电站的环境状态对运行图像进行预处理，将预处理后的运行图像传输至服务器端，完成光伏电站集群监控。

52、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：该光伏电站集群监控系统通过疑似故障区域生成单元、环境状态生成单元和图像处理单元，可以对光伏电站的运行数据、疑似故障区域、环境状态和运行图像进行准确监控及处理，保证光伏电站的安全运行。