一种太阳能光伏发电监测系统的制作方法

本发明涉及光伏发电，更具体的是涉及一种太阳能光伏发电监测系统。

背景技术：

1、对太阳能光伏发电的监测手段对光伏发电过程具有故障检测预警、性能评估优化、发电量计算分析以及运维管理等效果，而对光伏组件工作寿命的预测通常采用计算效率衰减值来实现；

2、光伏发电过程中，效率衰减值是指光伏组件在使用过程中由于各种因素而导致的电能输出效率降低的程度，这些因素包括设备老化、温度变化、光照强度变化、阴影覆盖、灰尘和污染物积累等；当效率衰减值增加时，光伏组件的输出功率会下降，进而影响到整个光伏电站的发电量和经济效益，证明该光伏组件的工作寿命正在递减；

3、现有技术中对效率衰减值的计算方式通常采用结合每年中该光伏组件输出功率最大值与额度输出功率进行计算，所得为该组件在这一年内的年效率衰减值；然而在实际运行过程中，由于光伏组件在不同月份处于不同的工作环境，其温度、辐照度等数据均不相同，进而导致在有些月份的效率衰减值大于年效率衰减值，而有些月份的效率衰减值小于年效率衰减值，进而导致对光伏组件工作寿命的预测精度不高；同时选取一年中该光伏组件输出功率最大值作为计算效率衰减值的方式无法准确描述实际衰减情况；

4、因此，本技术提供一种太阳能光伏发电监测系统用以解决上述问题。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

2、一种太阳能光伏发电监测系统，包括：

3、基础信息获取模块，其用于获取各光伏组件的基础数据，所述基础数据包括光伏板数量、额度输出功率、温度系数、参考温度、参考倾角以及电缆信息；

4、工作状态检测模块，其与所述光伏组件连接，用于检测各光伏组件在发电过程中的运行数据，所述运行数据包括光伏板实际温度、光伏板实际倾角、光伏板遮挡面积、直流电缆输出电流、逆变器直流输入功率以及逆变器交流输出功率；

5、历史数据存储模块，其与所述工作状态检测模块连接，用于按照检测时段对检测到的运行数据进行分类存储；

6、衰减效率分析模块，其与所述基础信息获取模和所述历史数据存储模块连接，用于根据基础数据和各检测时段的运行数据模拟各光伏组件在历史各月份的实际输出效率，并分析其历史效率衰减值；

7、组件寿命判定模块，其与所述衰减效率分析模块连接，用于预设理论最低功率，根据预设理论最低功率结合历史效率衰减值判定当前各光伏组件的工作寿命。

8、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述基础信息获取模块包括：

9、定位编号单元，其与光伏电厂中各光伏组件连接，用于统计光伏板数量，根据各光伏组件的地理信息设定独立的编号，每个独立的编号对应一个光伏组件；

10、基础数据汇总单元，其与各光伏组件连接，用于根据光伏组件的类型获取各光伏组件的额度输出功率、温度系数、参考温度、参考倾角、理想面积以及电缆信息；其中电缆信息包括电缆截面电阻和电缆长度；

11、基础信息库，其与所述定位编号单元和所述基础数据汇总单元连接，用于汇总各光伏组件的额度输出功率、温度系数、参考温度、参考倾角、理想面积、电缆截面电阻、电缆长度以及光伏板数量；将上述数据按照其光伏组件的编号进行划分，划分为与光伏板数量对应个基础数据集合，并每个基础数据集合冠以对应的编号名称，存储各个携带编号名称的基础数据集合。

12、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述工作状态检测模块包括：

13、温度检测单元，其与各个光伏组件的光伏板连接，用于获取各个光伏板的实际温度数据；

14、倾角检测单元，其与各个光伏组件的光伏板连接，用于获取各个光伏板的实际倾角数据；

15、污染检测单元，其与各个光伏组件的光伏板连接，用于获取各个光伏板的污染物覆盖的遮挡面积数据；

16、电缆检测单元，其与各个光伏组件的直流电缆连接，用于获取各个直流电缆的输出电流数据；

17、逆变器检测单元，其与各个光伏组件的逆变器连接，用于获取各个逆变器的直流输入功率和交流输出功率。

18、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述工作状态检测模块还包括：

19、平均计算单元，其与所述温度检测单元、所述倾角检测单元、所述污染检测单元、所述电缆检测单元和所述逆变器检测单元连接，用于汇总各检测单元检测到的参数数据，按照检测时间对应的年份和月份进行划分；所述平均计算单元分别计算同年份、同月份的实际平均温度数据、实际平均倾角数据、平均遮挡面积数据、平均输出电流数据、平均直流输入功率和平均交流输出功率，并插入对应的年份月份标识符以及组件编号。

20、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述历史数据存储模块包括：

21、历史数据库，其与所述平均计算单元连接，用于识别各平均参数数据的年份月份标识符和组件编号，按照识别结果对各个平均参数数据进行分类存储。

22、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述衰减效率分析模块包括：

23、实际功率计算单元，其与所述基础信息库和所述历史数据库连接，用于将存储的基础数据和平均参数数据代入预设的功率计算模型中，计算各个光伏组件在各年份、各月份的实际输出功率；

24、理论功率计算单元，其与所述基础信息库连接，用于根据各个光伏组件的额度输出功率计算理论最大功率；

25、效率衰减计算单元，其与所述实际功率计算单元和所述理论功率计算单元连接，用于将各光伏组件在各年份、各月份的实际输出功率和各光伏组件的理论最大功率代入预设的衰减计算模型中，生成各光伏组件在历史各年份、各月份的月效率衰减值。

26、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述功率计算模型和所述衰减计算模型包括：

27、所述功率计算模型为pn＝qn*e1*(1-e2)；

28、e1＝(qn*(1+kn*(f1n-f0n)*(cosβn/cosβ0n)*100)；

29、e2＝{{(in*rn*ln)/1000}+{(g1n-g2n)/g1n}+(s1n/s0n)}/100；

30、其中，n为该光伏组件对应的编号，pn为编号为n的光伏组件在对应年份、对应月份的实际输出功率，qn为该组件的额度输出功率，e1为该组件在该年份、该月份的校正系数，e2为该组件在该年份、该月份的系统损失率；kn为该组件的温度系数，f1n为该组件在该年份、该月份的实际平均温度数据，f0n为该组件的参考温度，βn为该组件在该年份、该月份的实际平均倾角数据，β0n为参考倾角，in为该组件在该年份、该月份的平均输出电流数据，rn为该组件的电缆截面电阻，ln为该组件的电缆长度，g1n为该组件逆变器在该年份、该月份的平均直流输入功率，g2n为该组件的逆变器在该年份、该月份的平均交流输出功率，s1n为该组件的光伏板在该年份、该月份的平均遮挡面积数据，s0n为该组件的光伏板理想面积数据；

31、所述衰减计算模型为wn＝{(qn*80％)-pn}/(qn*80％)；

32、其中(qn*80％)为理论最大功率，wn为该组件在该年份、该月份的月效率衰减值。

33、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述功率计算模型和所述衰减计算模型还包括：

34、通过获取历史各月份实际输出功率对所述功率计算模型和所述衰减计算模型进行训练。

35、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述衰减计算模型还包括：

36、当对第一年份内各月份的月效率衰减值进行计算时，理论最大功率为(qn*80％)；

37、当对第二年份内各月份的月效率衰减值进行计算时，理论最大功率为该组件在第一年份、第十二月的实际输出功率pn112；

38、当对第三年份内各月份的月效率衰减值进行计算时，理论最大功率为该组件在第二年份、第十二月的实际输出功率pn212；

39、当对第(m+1)年份内各月份的月效率衰减值进行计算时，理论最大功率为该组件在第m年份、第十二月的实际输出功率pnm12。

40、优选的，在上述的一种太阳能光伏发电监测系统中，所述组件寿命判定模块包括：

41、排序单元，其与所述效率衰减计算单元连接，用于将计算所得的各组件在各年份、各月份的月效率衰减值按照其年份、月份进行排序，生成月效率衰减表；

42、月效率衰减分析单元，其与所述排序单元连接，用于计算所述月效率衰减表中不同年份但同一月份的平均月效率衰减值，生成各光伏组件在各个月份对应的平均月效率衰减数据；

43、判定单元，其与所述月效率衰减分析单元连接，用于获取当前月份各组件的实际输出功率p1，将其与预设理论最低功率p0代入期限模型w0＝(p1-p0)/p1中，其中w0最大效率衰减值；由该光伏组件当前所处月份起，依次叠加其后月份对应的平均月效率衰减数据，当叠加后的平均月效率衰减数据首次大于或等于最大效率衰减值w0时，输出所叠加的月份数量和，该月份数量和为该光伏组件工作寿命的最大期限。

44、经由上述的技术方案可知，本技术与现有技术相比，其有益效果在于：

45、本发明公开了一种太阳能光伏发电监测系统，包括：基础信息获取模块，其用于获取各光伏组件的基础数据；工作状态检测模块，其用于检测各光伏组件在发电过程中的运行数据；历史数据存储模块，其用于按照检测时段对运行数据进行分类存储；衰减效率分析模块，其用于根据基础数据和运行数据分析各光伏组件的历史衰减效率；组件寿命判定模块，其用于预设理论最低功率，根据预设理论最低功率结合历史衰减效率判定当前各光伏组件的工作寿命；本发明通过模拟历史月份的实际输出功率，结合理论最大功率计算效率衰减值，建立光伏组件在各月份的衰减程度表，考虑了不同月份下的实际运行环境，为预测光伏组件工作寿命提供了更精确的数据支持。