本发明涉及山地光伏阵列远程监控领域，具体为一种山地光伏阵列远程监控与故障预警安装系统。
背景技术：
1、随着全球对清洁能源的需求不断增长，太阳能作为一种可再生能源得到了广泛应用。山地地区由于其开阔的地形和充足的日照条件，成为了建设光伏电站的理想场所之一。然而，山地光伏阵列面临着诸多挑战。一方面，山地地形复杂，地势起伏大，这使得光伏阵列的安装难度增加，需要能够适应不同地形高度和坡度变化的安装支架，以确保光伏组件保持最佳的采光角度和安装高度，从而提高发电效率。另一方面，山地环境较为恶劣，如强风、温度变化大等因素，对光伏阵列的稳定性和安全性构成威胁，容易导致支架倾斜、倒塌以及光伏组件损坏等问题。
2、同时，山地光伏电站通常占地面积较大，分布较为分散，这给运维管理带来了很大困难。传统的人工巡检方式难以实现对光伏阵列实时、全面的监控，难以及时发现故障隐患。一旦发生故障，不能迅速定位和处理，会导致发电效率降低，甚至可能造成设备损坏进一步扩大，增加维修成本和停机时间，影响电站的整体经济效益。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种山地光伏阵列远程监控与故障预警安装系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种山地光伏阵列远程监控与故障预警安装系统，包括：
3、监控单元，用于实时采集山地光伏阵列的运行数据，所述监控单元包括数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块，所述数据采集模块用于采集光伏组件的电压、电流、温度数据，以及环境温度、光照强度数据，所述数据处理模块用于对采集到的数据进行预处理和分析，所述数据传输模块用于将处理后的数据传输至远程监控中心；
4、故障预警单元，用于根据监控单元采集的数据判断山地光伏阵列是否发生故障，并在故障发生时发出预警信号，所述故障预警单元包括故障诊断模块和预警通知模块，所述故障诊断模块用于根据预设的故障诊断算法对监控单元采集的数据进行分析，判断光伏阵列是否发生故障，所述预警通知模块用于在故障发生时通过短信、邮件或声光报警的方式向相关人员发出预警通知；
5、远程监控中心，用于接收监控单元传输的数据，并对山地光伏阵列的运行状态进行实时监控和管理，所述远程监控中心包括数据接收模块、数据存储模块、数据分析模块和用户交互模块，所述数据接收模块用于接收监控单元传输的数据，所述数据存储模块用于存储接收到的数据，所述数据分析模块用于对存储的数据进行进一步分析和处理，所述用户交互模块用于向用户展示山地光伏阵列的运行状态和分析结果，并接收用户的操作指令；
6、安装支架，用于安装山地光伏阵列，所述安装支架包括固定底座、支撑立柱、横梁和调节装置，所述固定底座用于将安装支架固定在山地地面上，所述支撑立柱垂直安装在固定底座上，所述横梁水平安装在支撑立柱上，用于安装光伏组件，所述调节装置用于调节横梁的角度和高度，以适应山地地形的变化。
7、进一步的，所述数据采集模块包括电压传感器、电流传感器、温度传感器、光照传感器和环境温度传感器，所述电压传感器用于采集光伏组件的电压数据，所述电流传感器用于采集光伏组件的电流数据，所述温度传感器用于采集光伏组件的温度数据，所述光照传感器用于采集环境光照强度数据，所述环境温度传感器用于采集环境温度数据。
8、进一步的，所述故障诊断模块中的故障判断算法基于深度学习神经网络模型构建，该模型经过大量的历史故障数据和正常运行数据进行训练，能够自动学习光伏阵列在不同工况下的运行特征和故障模式；通过对输入的数据进行多层次的特征提取和模式识别，能够准确判断光伏阵列是否发生诸如光伏组件短路、开路、热斑、逆变器故障、线缆连接异常等多种类型的故障，故障诊断准确率高达95%以上；
9、阈值设定单元提供了智能化的阈值调整功能，不仅可以根据山地光伏阵列的初始设计参数、设备老化情况、季节变化以及地理环境特点等因素预设初始阈值，还能够在系统运行过程中，根据实时监测数据的统计分析结果自动优化阈值。
10、进一步的，所述预警通知模块中的短信发送单元与多个主流移动运营商的短信网关建立稳定连接，具备高速、可靠的短信发送能力，可在故障发生后的10秒内将预设的详细故障短信发送至指定的运维人员、管理人员的手机上，短信内容包括故障类型、发生时间、故障位置以及初步的故障分析建议信息，确保相关人员能够第一时间获取关键信息并及时做出响应；
11、邮件发送单元集成了专业的邮件发送引擎，支持多种邮件协议，可根据预设的邮件列表，将包含详细故障报告、故障现场照片、数据分析图表等丰富内容的邮件发送给相关技术专家、管理人员等，邮件发送成功率高达99%以上，为进一步的故障分析和处理提供全面的资料支持；
12、声光报警单元配备了高亮度的led警示灯和大功率的蜂鸣器，警示灯具有多种颜色显示，可视距离可达500米以上，蜂鸣器的音量可调节，最大音量可达120分贝以上，在现场能够清晰地向周围工作人员发出强烈的声光报警信号，即使在复杂的山地环境和嘈杂的施工现场也能确保人员及时察觉故障情况。
13、进一步的，所述远程监控中心的数据可视化模块采用了先进的web可视化技术，基于html5、css3和javascript等前端技术框架开发，能够生成动态、交互性强的可视化界面；通过直观的图表展示光伏阵列的实时发电功率、电压电流曲线、组件温度分布、环境光照强度变化关键运行参数；通过实时更新的曲线展示光伏阵列在不同时间段内的发电效率、故障发生频率趋势信息；以报表形式详细列出每日、每周、每月的发电量统计、故障统计、设备运行时长等数据，为用户提供全面、深入的运行状态信息，方便用户快速了解光伏阵列的整体运行情况，及时发现潜在问题。
14、进一步的，所述安装支架的支撑立柱采用高强度铝合金材质制造的可伸缩结构，其内部设计了精密的丝杆传动机构，通过电动驱动或手动操作，可实现支撑立柱在1.5米至5米的范围内精确伸缩调整，伸缩精度可达±5毫米；这种可伸缩结构能够有效适应山地地形高低起伏较大的特点，确保在不同地形高度上光伏阵列都能保持最佳的安装角度和高度，提高发电效率，同时便于安装和运输，降低施工难度和成本。
15、进一步的，所述安装支架的横梁采用高强度钢材制造的可旋转结构，其与支撑立柱之间通过高精度的回转支承连接，可实现横梁在水平方向±30°范围内的自由旋转调整，旋转角度精度可达±1°；横梁上安装有角度传感器，能够实时监测横梁的旋转角度，并将数据传输至远程监控中心；这种可旋转结构能够根据山地地形的坡度变化以及不同季节太阳方位角的变化，精确调整光伏组件的朝向，最大限度地接收太阳辐射，提高光伏阵列的发电性能，确保在复杂山地环境下系统始终处于最佳运行状态。
16、进一步的，所述调节装置中的电动推杆采用高性能直流电机驱动，通过与远程监控中心连接，可根据预设的程序或用户的手动指令精确调节横梁的高度，实现自动化的高度调整功能，适应不同地形高度和光照条件变化；
17、角度调节机构采用涡轮蜗杆减速器与电动旋转执行器相结合的方式，具有传动比大、自锁性能好、精度高优点，能够精确控制横梁的旋转角度，确保光伏组件始终保持最佳的采光角度，提高发电效率，同时在遇到强风等恶劣天气时，可将横梁调整至安全角度，增强系统的抗风能力。
18、进一步的，所述安装支架还包括防风拉索组件，防风拉索采用高强度钢丝绳，两端分别连接安装支架的关键部位，并配备可调节长度的紧线器。在山地多风环境下，防风拉索能够有效增强安装支架的侧向稳定性，防止支架因强风作用发生倾斜或倒塌；根据不同的地形和风力条件，防风拉索可设置为2至4根，其与地面的夹角可在30°至60°之间调整。
19、进一步的，所述远程监控中心与监控单元之间采用的无线通信方式各具优势且互为备份；4g/5g通信技术提供了高速、稳定的广域覆盖网络，能够实现大数据量的快速传输，确保监控数据实时、准确地传输至远程监控中心，适用于大规模山地光伏阵列的远程监控场景；wi-fi通信在近距离范围内，便于站内设备之间的数据交互和监控；zigbee通信则以其低功耗、自组网能力强的特点，适用于分布式的传感器节点与数据采集模块之间的数据传输，确保在复杂山地环境下即使部分节点通信受阻，仍能通过自组网方式保持数据传输的连续性。
20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21、监控单元通过多种传感器实时采集光伏组件和环境数据，数据处理模块进行预处理和分析，数据传输模块及时将数据传输至远程监控中心，实现对山地光伏阵列运行状态的全方位、实时监控，便于及时掌握其运行情况，发现潜在问题。
22、故障诊断模块基于深度学习神经网络模型，经大量历史数据训练，能准确判断多种故障类型，准确率高达 95% 以上，结合阈值设定单元智能化调整阈值，提高故障判断的准确性和适应性。预警通知模块通过多种方式在故障发生时迅速通知相关人员，确保运维和管理人员及时响应，减少故障停机时间，降低损失。
23、远程监控中心的数据可视化模块采用先进技术生成动态、交互性强的界面，直观展示关键运行参数、趋势信息和统计数据，方便用户快速了解光伏阵列整体运行状况，有助于做出科学合理的运维决策，提高管理效率。
24、安装支架的支撑立柱采用可伸缩结构，能在 1.5 米至 5 米范围内精确调整高度，适应山地地形起伏，保证光伏阵列安装角度和高度最佳，提高发电效率，且便于安装运输，降低施工难度和成本。横梁采用可旋转结构，可在水平方向 ±30° 范围内旋转调整，根据地形坡度和季节变化调整光伏组件朝向，最大限度接收太阳辐射，提升发电性能。
25、调节装置的电动推杆和角度调节机构实现横梁自动化高度和角度调整，适应不同环境变化，提高发电效率，增强抗风能力。防风拉索组件在山地多风环境下有效增强支架侧向稳定性，防止支架损坏，保障系统安全稳定运行。
26、远程监控中心与监控单元间采用多种无线通信方式互为备份，4g/5g 保证大数据快速传输，适用于大规模电站远程监控；wi-fi 便于站内设备数据交互；zigbee 适用于分布式传感器节点数据传输，确保在复杂山地环境下数据传输的连续性和稳定性，保障监控系统可靠运行。