用于光伏发电设备的发电异常预警系统及方法与流程

本发明涉及光伏发电，具体是用于光伏发电设备的发电异常预警系统及方法。

背景技术：

1、随着太阳能技术的不断发展，越来越多的城市和企业开始使用太阳能光伏发电电池板进行发电。光伏汇流箱和逆变器是光伏发电设备的关键设备。汇流箱是用来汇接由多路太阳能光伏组件组成的组串到光伏逆变器的重要中间汇接设备，是太阳能发电设备，建筑光伏一体化和其他商用中的大规模光伏发电系统所必用的设备。逆变器是光伏发电设备最为重要的部件，它的作用是把光伏组件所产生的直流电能转变成交流电输出到下一级升压变压器升到10kv/35kv，并入输电网；逆变器与设于其之前的汇流箱、直流开关柜以及逆变器组成了光伏发电设备系统。

2、现有的光伏发电设备缺乏汇流箱/逆变器的发电异常预警系统，逆变器需要承受直流高压、大电流和高功率，由于不能够合理分配逆变器，导致光伏发电变流时，逆变器超载，导致成本升高，从而降低了工作效率；并且在长时间使用的过程中，出现故障没有及时告知工作人员进行维修，缩短了逆变器的使用寿命，为此，我们提出用于光伏发电设备的发电异常预警系统及方法。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出用于光伏发电设备的发电异常预警系统及方法。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出用于光伏发电设备的发电异常预警系统，包括检测传感器、损耗分析模块、设备监测模块以及设备防护模块；

3、所述检测传感器用于检测与其对应的逆变器的当前工作数据，并将检测到的当前工作数据传输至损耗分析模块；所述损耗分析模块用于对当前工作数据进行预处理，并对逆变器的运行进行损耗分析，具体包括：

4、获取逆变器的当前工作数据，建立损耗功率sht随时间变化的曲线图，并标记为损耗曲线图；对损耗曲线图进行求导获取损耗变化速率曲线图；

5、若损耗功率sht符合第一预设条件，则判定逆变器的功率损耗严重，生成损耗异常指令；否则获取损耗功率sht的变化速率值ht，判断当前逆变器是否处于积耗状态；若处于积耗状态，则生成损耗异常指令；

6、所述设备监测模块用于对逆变器进行检修监测，当监测到逆变器被检修时，记录检修信息并将检修信息打上时间戳传输到数据库进行实时存储；所述设备防护模块用于对数据库内存储的带有时间戳的检修信息进行检修系数分析，若检修系数zh≥检修阈值，则生成设备防护信号。

7、进一步地，所述积耗状态的具体判断过程如下：

8、将变化速率值ht与预设速率阈值相比较，若ht≥预设速率阈值，则在对应的曲线图中截取对应的曲线段并标注为红色，记为损耗曲线段；

9、统计损耗曲线段的数量为q1，将所有的损耗曲线段对时间进行积分并求和得到损耗参考能量q2，利用gh=q1×g1+q2×g2计算得到当前逆变器的积耗系数gh，其中g1、g2为系数因子；若gh大于积耗阈值，则判定当前逆变器处于积耗状态，生成损耗异常指令。

10、进一步地，所述第一预设条件为：sht≥极限损耗阈值且sht≥极限损耗阈值的持续时长超过预设时长。

11、进一步地，所述工作数据包括输入电流、输入电压、输出电流、输出电压以及实时温度；所述检修信息包括逆变器编号、检修时刻和对应的检修等级，所述检修等级由检修人员检修完成后上传至控制器；所述预处理表现为剔除明显错误或无用的数据。

12、进一步地，所述损耗分析模块用于将损耗异常指令和对应的逆变器反馈至控制器，所述控制器接收到损耗异常指令后控制对应逆变器断电，并驱动控制报警模块发出警报，以提醒管理人员对逆变器进行检修。

13、进一步地，所述设备防护模块的具体分析方法为：

14、根据逆变器编号，当监测到对应逆变器的检修信息时，自动倒计时，倒计时为t2，t2为预设值；在倒计时阶段继续对检修信息进行监测，若再次监测到新的检修信息，则倒计时自动归为原值，重新按照t2进行倒计时，否则，倒计时归零，停止计时；

15、统计倒计时阶段对应逆变器的检修次数为c1，将对应逆变器每次检修时的检修等级标记为di；统计di大于等级阈值的次数为p1，当di大于等级阈值时，获取di与等级阈值的差值并进行求和得到超等总值cz；利用公式cd=p1×a3+cz×a4计算得到超等系数cd，其中a3、a4均为比例因子；

16、利用公式zh=c1×a1+cd×a2计算得到对应逆变器的检修系数zh，其中a1、a2为系数因子。

17、进一步地，所述设备防护模块用于将设备防护信号传输至控制器，所述控制器接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的逆变器。

18、进一步地，用于光伏发电设备的发电异常预警方法，应用于上述用于光伏发电设备的发电异常预警系统，包括如下步骤：

19、步骤一：将检测传感器配置在光伏发电设备中的每个逆变器上，通过检测传感器检测与其对应的逆变器的当前工作数据；

20、步骤二：对检测到的当前工作数据进行预处理，并根据预处理后的工作数据对逆变器的运行进行损耗分析；若符合第一预设条件，则判定逆变器的功率损耗严重，生成损耗异常指令；

21、否则，获取损耗功率sht的变化速率值ht，根据变化速率值ht的变化情况计算得到积耗系数gh；若gh大于积耗阈值，则判定当前逆变器处于积耗状态，生成损耗异常指令，以提醒管理人员对逆变器进行检修，

22、步骤三：当监测到逆变器被检修时，记录检修信息并将检修信息打上时间戳传输到数据库进行实时存储；

23、步骤四：通过设备防护模块对数据库内存储的带有时间戳的检修信息进行检修系数分析，若检修系数zh≥检修阈值，则生成设备防护信号，提示管理人员更换新的逆变器。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、本发明中检测传感器用于检测与其对应的逆变器的当前工作数据，损耗分析模块用于对当前工作数据进行预处理并根据预处理后的工作数据对逆变器的运行进行损耗分析，若损耗功率sht≥极限损耗阈值且持续时长超过预设时长，则判定逆变器的功率损耗严重，生成损耗异常指令；否则，获取损耗功率sht的变化速率值ht，将ht与预设速率阈值相比较，计算得到积耗系数gh；若gh大于积耗阈值，则判定当前逆变器处于积耗状态，生成损耗异常指令，以提醒管理人员对逆变器进行检修，有效提高逆变器的工作效率，延长逆变器的使用寿命；

26、本发明中设备监测模块用于对逆变器进行检修监测，当监测到逆变器被检修时，记录检修信息并将检修信息打上时间戳传输到数据库进行实时存储；设备防护模块用于对数据库内存储的带有时间戳的检修信息进行检修系数分析，结合倒计时阶段对应逆变器的检修次数、检修等级，计算得到对应逆变器的检修系数zh，若zh≥检修阈值，则生成设备防护信号，提示管理人员更换新的逆变器，从而提高光伏发电设备的发电效率。

技术特征：

1.用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，包括检测传感器、损耗分析模块、设备监测模块以及设备防护模块；

2.根据权利要求1所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，所述积耗状态的具体判断过程如下：

3.根据权利要求1所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，所述第一预设条件为：sht≥极限损耗阈值且sht≥极限损耗阈值的持续时长超过预设时长。

4.根据权利要求1所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，所述工作数据包括输入电流、输入电压、输出电流、输出电压以及实时温度；所述检修信息包括逆变器编号、检修时刻和对应的检修等级，所述检修等级由检修人员检修完成后上传至控制器；所述预处理表现为剔除明显错误或无用的数据。

5.根据权利要求1所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，所述损耗分析模块用于将损耗异常指令和对应的逆变器反馈至控制器，所述控制器接收到损耗异常指令后控制对应逆变器断电，并驱动控制报警模块发出警报，以提醒管理人员对逆变器进行检修。

6.根据权利要求4所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，所述设备防护模块的具体分析方法为：

7.根据权利要求1所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，所述设备防护模块用于将设备防护信号传输至控制器，所述控制器接收到设备防护信号后控制报警模块发出警报，并将设备防护信号发送至管理人员的手机终端，提示管理人员更换新的逆变器。

8.用于光伏发电设备的发电异常预警方法，应用于如权利要求1-7任一所述的用于光伏发电设备的发电异常预警系统，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了用于光伏发电设备的发电异常预警系统及方法，涉及光伏发电技术领域，包括检测传感器、损耗分析模块、设备监测模块和设备防护模块；所述检测传感器用于检测与其对应的逆变器的当前工作数据，所述损耗分析模块用于对当前工作数据进行预处理，并对逆变器的运行进行损耗分析，若逆变器处于积耗状态，则生成损耗异常指令，以提醒管理人员对逆变器进行检修；所述设备监测模块用于对逆变器进行检修监测，当监测到逆变器被检修时，记录检修信息；所述设备防护模块用于对数据库内存储的带有时间戳的检修信息进行检修系数分析，若检修系数ZH≥检修阈值，则生成设备防护信号，提示管理人员更换新的逆变器，从而提高光伏发电设备的发电效率。

技术研发人员：叶迁,戴建宁,朱晓
受保护的技术使用者：深圳汉光电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31