基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统的制作方法

本发明涉及光伏电站管理领域，尤其涉及基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统。

背景技术：

1、光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。

2、可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统。太阳能发电分为光热发电和光伏发电。现时期进入商业化的太阳能电能，指的就是太阳能光伏发电。

3、但是不管是哪种的光伏电站，在具体的管理时，均不能够进行智能化的无人机巡检，而虽然有的光伏电站配备了无人机可以实现巡检，但是巡检数据也不能和光伏电站的后台进行实时共享，且现有的光伏电站在实际的运维中都是通过单一的数据进行体现，而不能够通过三维图像对光伏电站的各个光伏设备模块进行直观形象的展示，且以这种当时对故障进行提示。因此基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，解决了现有的光伏电站的管理智能通过单一的数据进行，不够直观形象，且不能共享无人机巡检数据的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，包括登录端口、光伏电站，且登录端口依次连接有项目地图展示系统、电站首页综合管理系统，所述登录端口还连接有光伏电站项目建立系统，所述光伏电站连接有光伏电站项目建立系统，且还连接有电站项目监控系统，所述电站项目监控系统还与电站首页综合管理系统连接，所述光伏电站项目建立系统连接有维可视化虚拟显示系统，且三维可视化虚拟显示系统与电站首页综合管理系统连接，各个所述光伏电站还连接有ⅰ-v诊断系统，所述电站首页综合管理系统还分别连接有电量交易管理系统、无人机巡检系统与显示面板，所述无人机巡检系统连接有无人机飞控系统与无人机拍摄系统，且无人机拍摄系统连接有视觉诊断系统，所述ⅰ-v诊断系统与视觉诊断系统共同连接有光伏电站数据分析系统与三维可视化虚拟显示系统，所述光伏电站数据分析系统连接有监测数据看板系统，所述监测数据看板系统与电站首页综合管理系统连接。

3、优选的，所述登录端口用于在登录页面输入用户名和密码，通过验证后进入系统，并可以退出当前窗口，所述项目地图展示系统用于在登录后展示各个光伏电站项目所处的地理位置，所述电站首页综合管理系统上还连接有项目选取系统用于点击地图上的图标，进入对应的光伏电站综合展示页面，点击窗口化按钮可将当前程序窗口化或全屏，并可以退出当前窗口。

4、优选的，所述电站首页综合管理系统用于通过显示面板显示日发电量、月发电量、总发电量、总装机容量、交易量、位置标记、设备列表分组、设备列表清单、设备列表分页、搜索定位、故障列表、自动隐藏式导航栏、交互式设备数据查看。

5、优选的，所述光伏电站项目建立系统用于将新兴建设的光伏电站项目信息关联录入至电站首页综合管理系统内，所述三维可视化虚拟显示系统用于对电站进行三维可视化的虚拟成像，使得可以通过电站首页综合管理系统而获取该电站的基础信息与三维可视化虚拟图像，同时通过ⅰ-v诊断系统、视觉诊断系统与其的连接，而方便在有光伏电站项目内光伏设备故障时可以直接通过三维可视化虚拟显示系统对故障处进行标记提示。

6、优选的，所述电量交易管理系统用于内置网页形式调用电量交易系统程序，所述无人机巡检系统用于调用无人机对当前光伏电站项目进行无人机巡检，并获取实时的巡检画面，同时还可以通过电站首页综合管理系统将无人机的巡检画面进行播放，以及进行窗口化或者最大化。

7、优选的，所述无人机飞控系统用于在无人机巡检时进行飞行控制，所述无人机拍摄系统用于控制无人机在巡检时其上摄像设备的拍摄。

8、优选的，每个所述光伏电站均连接有ⅰ-v诊断系统用于形成内置网页形式的调用ⅰ一v诊断系统程序，以对各自的光伏电站项目的光伏设备进行在线监测。

9、优选的，所述无人机拍摄系统还依次连接有图像特征识别系统、图像特征分析系统、视觉诊断预测模型系统，所述电站首页综合管理系统还连接有视觉诊断模型训练系统，且视觉诊断模型训练系统与视觉诊断预测模型系统连接。

10、优选的，所述图像特征识别系统用于对无人机所拍摄的图像进行特征识别，所述图像特征分析系统用于对所识别的图像特征进行分析，所述视觉诊断预测模型系统用于根据所分析的特征进行光伏电站故障的诊断预测，所述视觉诊断系统用于根据视觉诊断预测模型系统的预测而产生预测诊断结果，所述视觉诊断模型训练系统用于对视觉诊断预测模型系统内的预测模型进行训练。

11、优选的，所述光伏电站数据分析系统用于对获取的各项数据或者诊断数据进行集中分析整理，所述监测数据看板系统用于根据光伏电站数据分析系统对数据的分析，在电站首页综合管理系统中显示掉串检测信息同步数据、组串失配损失数据、箱变温度诊断数据、汇流箱组串健康度检测数据、逆变器转化率数据、组串衰减分析数据。

12、与相关技术相比较，本发明提供的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统具有如下有益效果：

13、1、本发明提供基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，通过设置有电站首页综合管理系统，而方便实现对日发电量、月发电量、总发电量、总装机容量、交易量、位置标记、设备列表分组、设备列表清单、设备列表分页、搜索定位、故障列表、自动隐藏式导航栏、交互式设备数据的直观集中显示，使得数据共享程度高，更便于运维管理。

14、2、本发明提供基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，通过系统架构内设置有无人机巡检系统，而实现在系统架构内对无人机进行飞行控制，同时控制拍摄，然后通过视觉诊断系统对所拍摄的图像进行诊断，以及还可以通过ⅰ-v诊断系统与光伏电站的连接而实现对各个光伏电站的故障监测，并通过光伏电站数据分析系统对各项监测巡检数据进行集中分析汇总，而通过监测数据看板系统对各项数据在电站首页综合管理系统的显示面板上进行显示。

15、3、本发明提供基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，通过有光伏电站项目建立系统，使得可以通过其添加多个光伏电站项目，进而在具体的管理时实现各个光伏电站的切换运维管理，同时还设置三维可视化虚拟显示系统，而方便对各光伏电站内项目内光伏设备进行成像，同时还通过ⅰ-v诊断系统、视觉诊断系统与其的连接，而方便在有光伏项目内光伏设备发生故障时，通过三维可视化虚拟显示系统对故障处进行标记提示，而更加直观的对故障进行展示。

16、使得本系统具有可以高效、智能化的对光伏电站的各项数据进行统筹运维管理监测，还可以兼顾进行无人机巡检，同时实现光伏电站的各个光伏设备的三维可视化虚拟显示成像以及故障标记，极大提高了光伏电站的运维管理效率。

技术特征：

1.基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，包括登录端口、光伏电站，且登录端口依次连接有项目地图展示系统、电站首页综合管理系统，其特征在于，所述登录端口还连接有光伏电站项目建立系统，所述光伏电站连接有光伏电站项目建立系统，且还连接有电站项目监控系统，所述电站项目监控系统还与电站首页综合管理系统连接，所述光伏电站项目建立系统连接有三维可视化虚拟显示系统，且三维可视化虚拟显示系统与电站首页综合管理系统连接，各个所述光伏电站还连接有ⅰ-v诊断系统，所述电站首页综合管理系统还分别连接有电量交易管理系统、无人机巡检系统与显示面板，所述无人机巡检系统连接有无人机飞控系统与无人机拍摄系统，且无人机拍摄系统连接有视觉诊断系统，所述ⅰ-v诊断系统与视觉诊断系统共同连接有光伏电站数据分析系统与三维可视化虚拟显示系统，所述光伏电站数据分析系统连接有监测数据看板系统，所述监测数据看板系统与电站首页综合管理系统连接。

2.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述登录端口用于在登录页面输入用户名和密码，通过验证后进入系统，并可以退出当前窗口，所述项目地图展示系统用于在登录后展示各个光伏电站项目所处的地理位置，所述电站首页综合管理系统上还连接有项目选取系统用于点击地图上的图标，进入对应的光伏电站综合展示页面，点击窗口化按钮可将当前程序窗口化或全屏，并可以退出当前窗口。

3.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述电站首页综合管理系统用于通过显示面板显示日发电量、月发电量、总发电量、总装机容量、交易量、位置标记、设备列表分组、设备列表清单、设备列表分页、搜索定位、故障列表、自动隐藏式导航栏、交互式设备数据查看。

4.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述光伏电站项目建立系统用于将新兴建设的光伏电站项目信息关联录入至电站首页综合管理系统内，所述三维可视化虚拟显示系统用于对电站进行三维可视化的虚拟成像，使得可以通过电站首页综合管理系统而获取该电站的基础信息与三维可视化虚拟图像，同时通过ⅰ-v诊断系统、视觉诊断系统与其的连接，而方便在有光伏电站项目内光伏设备故障时可以直接通过三维可视化虚拟显示系统对故障处进行标记提示。

5.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述电量交易管理系统用于内置网页形式调用电量交易系统程序，所述无人机巡检系统用于调用无人机对当前光伏电站项目进行无人机巡检，并获取实时的巡检画面，同时还可以通过电站首页综合管理系统将无人机的巡检画面进行播放，以及进行窗口化或者最大化。

6.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述无人机飞控系统用于在无人机巡检时进行飞行控制，所述无人机拍摄系统用于控制无人机在巡检时其上摄像设备的拍摄。

7.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，每个所述光伏电站均连接有ⅰ-v诊断系统用于形成内置网页形式的调用ⅰ一v诊断系统程序，以对各自的光伏电站项目的光伏设备进行在线监测。

8.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述无人机拍摄系统还依次连接有图像特征识别系统、图像特征分析系统、视觉诊断预测模型系统，所述电站首页综合管理系统还连接有视觉诊断模型训练系统，且视觉诊断模型训练系统与视觉诊断预测模型系统连接。

9.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述图像特征识别系统用于对无人机所拍摄的图像进行特征识别，所述图像特征分析系统用于对所识别的图像特征进行分析，所述视觉诊断预测模型系统用于根据所分析的特征进行光伏电站故障的诊断预测，所述视觉诊断系统用于根据视觉诊断预测模型系统的预测而产生预测诊断结果，所述视觉诊断模型训练系统用于对视觉诊断预测模型系统内的预测模型进行训练。

10.根据权利要求1所述的基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，其特征在于，所述光伏电站数据分析系统用于对获取的各项数据或者诊断数据进行集中分析整理，所述监测数据看板系统用于根据光伏电站数据分析系统对数据的分析，在电站首页综合管理系统中显示掉串检测信息同步数据、组串失配损失数据、箱变温度诊断数据、汇流箱组串健康度检测数据、逆变器转化率数据、组串衰减分析数据。

技术总结
本发明公开了基于全域感知的光伏电站数字孪生三维监测系统，涉及光伏电站管理领域，解决了现有的光伏电站的管理智能通过单一的数据进行，不够直观形象，且不能共享无人机巡检数据的问题，现提出如下方案，其包括登录端口、光伏电站、项目地图展示系统、电站首页综合管理系统、光伏电站项目建立系统、光伏电站项目建立系统、电站项目监控系统、三维可视化虚拟显示系统、Ⅰ‑V诊断系统、电量交易管理系统、无人机巡检系统与显示面板、无人机飞控系统、无人机拍摄系统、视觉诊断系统。本系统具有兼顾进行无人机巡检，同时实现光伏电站的各个光伏设备的三维可视化虚拟显示成像以及故障标记，极大提高了光伏电站的运维管理效率。

技术研发人员：张树晓,周海林,李朝波,刘洋广,汪扬,金才智,陈学云,郭强,金广杰,张欢欢,张海文,郎大东,许天龙,柏杨,王成业,丛学萌
受保护的技术使用者：大唐共和清洁能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15