CN113852350B - 一种光伏电站监控运维*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站监控运维***，包括后端数据采集***、运维前端***、后端数据传输存储处理***和后端运维管理***；从实际现场运维及管理的角度，通过一套完整的光伏电站监控运维***，将监视、控制、生产、管理等功能深度融合，全面打通各独立***，满足了光伏电站运维人员的运维需求。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电站管控技术领域，具体涉及一种光伏电站监控运维***。
背景技术
目前光伏电站由于设备较多，各设备均由其自身的监控***，如逆变器、箱变常采用数据采集卡，将数据送入环网交换机，后再送入其数据存储服务器，由逆变器、箱变监控***进行监控的方式。因此目前光伏电站监控***采用的方式是将逆变器及箱变***、AVC/AGC、环境监测仪、集电线路、电能表等各自的数据采集后，进行统一监控的技术方式。
但对于运维人员来讲，生产设备监控只是光伏电站生产的一部分。除此之外、生产报表填报、生产数据统计、生产运维工作票操作票开票，都是现场运维人员需要进行的工作。目前光伏电站基本为少人值守的状态，让1-2名值班人员都是应对上述分散工作，给现场运维人员工作带来及大的不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光伏电站监控运维***，以解决现有技术中，光伏电站现场运维人员数量少，无法应对光伏电站生产多种分散工作的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光伏电站监控运维***，包括后端数据采集***、运维前端***、后端数据传输存储处理***和后端运维管理***；
所述后端数据采集***，用于采集光伏电站设备及***实时的运行数据；
所述运维前端***，用于运维管理、统计分析、生产报表；并依据所述后端数据采集***采集的运行数据，对光伏电站内的设备及***进行监视及设备告警管理；
所述后端数据传输存储处理***，用于数据处理、数据传输存储和数据计算；
所述数据处理，对遥控、遥调量数据处理，进行遥控闭锁、光伏电站设备控制和调节操作；对遥测量数据进行工程值转换处理；对遥信量数据处理，将遥测量和遥信量参数修改为需要的数值和状态，能够对遥信量数据实现状态取反，记录遥信量数据时间顺序；
所述数据传输存储，当上行传输链路中断时，将传输失败的数据在传输节点进行缓冲；当上行链路恢复通讯后，将缓冲数据以压缩方式进行传输；在传输数据的过程中对数据流加密；
所述数据计算，用于运维前端***调用，进行统计分析、生产报表，实现发电量日报、月报、年报自动填报，及故障分析数据模型的建立；
所述后端运维管理***，用于光伏电站工作票、操作票模板的编辑，以及故障处理知识库的储备及推送。
可选的，所述运维前端***具体包括：运行监控***、运行报警***、运维管理***、生产统计***和故障分析***；
所述运行监控***用于***设备运行监视及操作；
所述运行报警***用于***设备的自动监测及报警，同时根据当前报警信息，触发运维管理***及生产统计分析***；
所述运维管理***用于光伏电站工作票、操作票管理，及故障处理知识库的储备及推送；
所述生产统计***用于光伏电站生产报表自动填报；
所述故障分析***，用于调用运行监控***监控的运行数据，进行设备及***故障诊断。
可选的，所述运行报警***监测内容包括：光伏子阵监控、箱变监控、逆变器监控、光伏板支架控制、汇流箱监控、集电线路监视和AGC/AVC监视。
可选的，所述光伏电站工作票、操作票管理包括：发现***相关故障信息后，直接触发相应的***及设备工作票、操作票，当处理完对应报警故障，设备报警信息消失后，将所有处理信息保存留档。
可选的，所述故障处理知识库的储备及推送包括：故障按照设备、故障类型进行分类统计，并形成故障处理知识库；当再发生同类故障时，向工作人员推送相关工作票、操作票内容。
可选的，所述故障分析***进行设备及***故障诊断具体包括：调用运行监控***监控的所有运行数据，依据故障分析***设置的若干故障分析数据模型，或根据***提供的数据运算工具自由拟合数据组合，建立相关诊断分析模型，进行数据统计分析，进行设备及***故障诊断。
可选的，所述后端数据采集***采集光伏电站设备及***实时的运行数据后，将采集数据送入实时数据库，供运维前端***对光伏电站内的设备及***进行监视及设备告警管理。
可选的，所述后端数据采集***采集的数据包括遥测、遥信和遥脉数据。
可选的，所述后端数据传输存储处理***，还用于检查数据合理性对超出合理性范围的溢出、失效数据进行剔除，同时产生相应报警信息；还用于对数据零漂处理，对每一个测量值定义其置零范围，对于测量值小于某个死区时，将该测量复位到零；还用于设置自动旁路代处理，当旁路代线路时，自动将旁路的有功、无功、电流等值代替被代线路的值，并登录代路表。
可选的，所述后端运维管理***还用于对已开具的工作票、操作票进行撤销、修改；故障处理知识库的储备及推送包括将报警类型相同的工作票、操作票进行统计，形成故障知识库；在下次相同报警自动触发工作票、操作票时，项工作人员推送相关的历史工作票、操作票。
本发明的有益效果如下：
1、本发明实施例提供的光伏电站监控运维***，包括后端数据采集***、运维前端***、后端数据传输存储处理***和后端运维管理***；从实际现场运维及管理的角度，通过一套完整的光伏电站监控运维***，将监视、控制、生产、管理等功能深度融合，全面打通各独立***，满足了光伏电站运维人员的运维需求。
2、本发明实施例提供的光伏电站监控运维***，能够进行类似工作票、操作票的分类统计，将报警类型类似的工作票、操作票进行统计，形成故障知识库。在下次类似报警自动触发工作票、操作票时，同时推送相关的历史工作票、操作票，供运行人员参考，提高故障处理效率。
3、本发明实施例提供的光伏电站监控运维***，具备数据缓冲模式，当上行传输链路中断时，***可立即进入数据缓冲模式，将传输失败的数据在传输节点进行缓冲。当上行链路恢复通讯后，***启动断点续传功能，在不影响实时数据传输的情况下，将缓冲数据以压缩方式进行传输，提高传输效率。
4、本发明实施例提供的光伏电站监控运维***，能够以文字、图表及声光报警的方式，显示***设备告警信息，并进行报警记录。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例光伏电站监控运维***的结构简图。
图2为本发明实施例中运行报警***监测内容示意图。
图3为本发明实施例中工作票、操作票管理示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
本发明实施例提供了一种光伏电站监控运维***，从实际现场运维及管理的角度，通过一套完整的光伏电站监控运维***，将监视、控制、生产、管理等功能深度融合，全面打通各独立***，满足光伏电站运维人员的运维需求。
如图1所示，一种光伏电站监控运维***，包括：运维前端***、后端数据采集***、后端数据传输存储处理***和后端运维管理***。
本实施例中，运维前端***主要实现光伏电站内运行人员的***设备运行监视及操作、***设备告警管理、运维管理、统计分析、生产报表等功能。包括：运行监控***、运行报警***、运维管理***、生产统计***、故障分析***。
具体来说，运行监控***主要实现***设备运行监视及操作功能，作为一种示例，运行监控***监控的内容包括但不限于：A、电站信息总览；B、光伏子阵监控；C、箱变监控；D、逆变器监控；E、光伏板支架控制；F、汇流箱监控；G、环境检测仪；H、集电线路监视；I、AGC/AVC监视；J、光功率预测监视；K、电能表监视。其中A、B、C、D、E、F，由于位于生产安全一区，因此可监可控；G、H、I、J、K，由于位于生产二区，受到电力网络安全的要求，为单向通讯，只可监不可控。
具体来说，运维前端***以文字、图表及声光报警的方式，显示***设备告警信息，并进行报警记录。运行报警***实现***设备的自动监测及报警，作为一种示例，运行报警***监测内容包括但不限于：A、电站信息总览；B、光伏子阵监控；C、箱变监控；D、逆变器监控；E、光伏板支架控制；F、汇流箱监控；H、集电线路监视；I、AGC/AVC监视。
本发明的一个优选实施例中，运行报警***还可根据当前报警信息，自动触发本发明实施例中运维管理***及生产统计分析***。
具体来说，运维管理***主要实现光伏电站工作票、操作票(两票)管理功能，及故障处理知识库的储备及推送功能。
作为一种示例，工作票、操作票(两票)管理功能可由运行报警***发现的***相关故障信息自动直接触发相应的***及设备工作票、操作票，也可由运行人员手动进行添加工作票、操作票。当运行人员处理完对应报警故障，设备报警信息消失后，运维管理***将所有处理信息自动保存留档。故障处理知识库的储备及推送功能，是对故障按照设备、故障类型进行分类统计，并形成故障处理知识库。当再发生类似故障时，运维管理***推送相关工作票、操作票(两票)内容，供运行人员参考。
具体来说，生产统计***用于实现光伏电站生产报表自动填报功能。
作为一种示例，生产报表自动填报可自动填报光伏电站发电量日报、月报、年报。生产统计***可自动将运行监控***监控的光伏发电站逆变器发电量、上网电能表等相关数据，进行读取，并按照其逻辑关系进行相关计算。
具体来说，故障分析***，能够调用运行监控***监控的所有运行数据，进行数据统计分析，从而进行设备及***故障诊断。
作为一种示例，运行人员可依据故障分析***设置的若干故障分析数据模型(如可依据文献《基于马尔可夫链的光伏电站遮挡实时诊断算法》丛伟伦、张博、夏亚东、邢朝路，电子科技大学能源科学与工程学院。或专利201910300340.9《基于时空分布特性的光伏阵列故障诊断方法及装置》中提供的分析方法等建立的分析模型)，也可根据***提供的数据运算工具，自由拟合数据组合，自行建立相关诊断分析模型。
本实施例中，后端数据采集储***，主要功能为光伏电站设备及***实时的运行数据的采集。通过数据采集软件采集光伏电站设备及***实时的运行数据，并将采集数据送入实时数据库(redis、PI等)供运维前端***中的：运行监控***、运行报警***，对光伏电站设备及***进行实时监控。
具体来说，后端数据采集储***采集的数据类型包括遥测、遥信、遥脉等数据类型。
作为一种示例，光伏电站内需要采集的数据包括但不限于如下监控、监视数据：
A、电站信息总览；B、光伏子阵监控；C、箱变监控；D、逆变器监控；E、光伏板支架控制；F、汇流箱监控；G、环境检测仪；H、集电线路监视；I、AGC/AVC监视；J、光功率预测监视；K、电能表监视。
作为一种示例：逆变器监控，需采集包括但不限于如下数据：
(1)逆变器遥测数据：逆变器日发电量、累计发电量、机柜温度、转换效率、PV电压、PV电流、PV输入功率、相电压、相电流、功率因素、输出有功功率、输出无功功率等
(2)逆变器遥信数据：逆变器启、停、复位信号，逆变器重要故障信号等
本实施例中，后端数据传输存储处理***功能为遥控、遥信等数据处理、传输及存储、数据计算功能。
具体来说，数据处理主要包括：遥控、遥调量数据处理，遥测量数据处理遥信量数据处理。
作为一种示例，遥控、遥调量数据处理：
本发明所提供的光伏电站监控运维***具备遥控闭锁功能。闭锁条件包括：直流电压越下限、保电开关、开关或线路处于检修状态等功能；
本发明所提供的光伏电站监控运维***具备控制和调节的对象：断路器、刀闸的开/合；机组的投/切；变压器分接头的调节；无功补偿设备投切及调节；设定值控制(模拟量和脉冲量)；保护定值的下装等功能；针对光伏电站逆变器、箱变设备数量较多的特点，可通过批处理技术手段实现批量遥控功能。
作为一种示例，遥测量数据处理：
本发明所提供的光伏电站监控运维***可通过线性算法转换、非线性算法转换等进行工程值转换处理。如：线性算法转换：模数转换后的数据的最小值和最大值对应于该模拟量的工程量的最小值和最大值，利用y＝kx+b将其转换为工程量。非线性算法转换：非线性转换通过顺序给出的一组曲线上的点，通过一次插值进行转换。同时设置数据合理性检查功能，对超出合理性范围的溢出、失效数据进行剔除，不录入数据库，产生相应报警信息。设置数据零漂处理功能，对每一个测量值定义其置零范围(零死区)。对于测量值小于某个死区时，可以将该测量复位到零。设置自动旁路代处理功能，当旁路代线路时，自动将旁路的有功、无功、电流等值代替被代线路的值，并登录代路表。
作为一种示例，遥信量数据处理：
本发明所提供的光伏电站监控运维***可对遥信量数据实现人工置数功能。对变电站实时数据库内的遥测量和遥信量参数修改为需要的数值和状态，从而改变变电站监控***后台监控机和主站的显示信息，而实际站内各类数据及运行状态不会发生改变，从而实现某种特殊监视或控制。
本发明所提供的光伏电站监控运维***可对遥信量数据实现状态取反功能。可对不同的设备0、1状态，按照需要进行取反，统一全站设备开合、正常/异常状态参数。
本发明所提供的光伏电站监控运维***可对遥信量数据时间顺序记录功能，可按照时间顺利将对遥信量数据进行时间顺利记录，实现SOE事件顺序记录。
具体来说，数据的传输及存储功能包括如下：
作为一种示例，本发明所提供的光伏电站监控运维***，通讯数据的传输应使用标准的电力规约。向外提供的数据服务经网络正向隔离装置后向外部发送。
作为一种示例，本发明所提供的光伏电站监控运维***，设置数据缓冲模式；当上行传输链路中断时，***可立即进入数据缓冲模式，将传输失败的数据在传输节点进行缓冲。当上行链路恢复通讯后，***启动断点续传功能，在不影响实时数据传输的情况下，将缓冲数据以压缩方式进行传输。
作为一种示例，本发明所提供的光伏电站监控运维***，设置数据流的加密功能；可选用SSL、DES、Base64等加密算法，对推送的数据流实时进行加密传输，同时提供对端的解密算法，保障设备数据安全性。
作为一种示例，本发明所提供的光伏电站监控运维***，设置相应的数据库软件(redis等)及硬件(浪潮NF5270M5等)，进行数据存储。存储空间至少满足存储光伏电站监控运维***3年运行存储空间大小。
具体来说，数据计算功能包括如下：
作为一种示例，本发明所提供的光伏电站监控运维***可对进行加、减、乘、除、平方、开方、取绝对值、符号取反、代数和、积分、平均、最大、最小等代数运算类型、逻辑运算以及混合运算，计算点的计算周期可由自由设定。
上述数据计算功能，由运维前端***生产统计***、故障分析***进行调用。实现发电量日报、月报、年报自动填报，及故障分析数据模型的建立。
本实施例中，后端运维管理***主要实现光伏电站工作票、操作票(两票)模板的编辑、故障处理知识库的储备及推送功能。
具体来说，***工程师及运维人员可在后端运维管理***中，对光伏电站工作票、操作票(两票)模板进行编辑。并对已开具的两票进行撤销、修改。同时进行类似或相同工作票、操作票的分类统计，将报警类型类似或相同的工作票、操作票进行统计，形成故障知识库。在下次类似或相同报警自动触发工作票、操作票时，同时推送相关的历史工作票、操作票，供运行人员参考，提高故障处理效率。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种光伏电站监控运维***，其特征在于，包括后端数据采集***、运维前端***、后端数据传输存储处理***和后端运维管理***；
所述后端数据采集***，用于采集光伏电站设备及***实时的运行数据；后端数据采集***采集的运行数据的类型包括遥测、遥信、遥脉数据；将采集的运行数据送入实时数据库，供运维前端***中的运行监控***、运行报警***对光伏电站设备及***进行实时监控；
所述运维前端***，用于运维管理、统计分析、生产报表；并依据所述后端数据采集***采集的运行数据，对光伏电站内的设备及***进行监视及设备告警管理；运维前端***包括：运行监控***、运行报警***、运维管理***、生产统计***和故障分析***；运行监控***用于依据后端数据采集***采集的运行数据进行***设备运行监视及操作；运行报警***用于依据后端数据采集***采集的运行数据进行***设备的自动监测及报警，根据当前报警信息，触发运维管理***及生产统计分析***；运维管理***用于光伏电站工作票、操作票管理，及故障处理知识库的储备及推送；生产统计***用于光伏电站生产报表自动填报；故障分析***，用于调用运行监控***监控的运行数据，进行设备及***故障诊断；
所述后端数据传输存储处理***，用于为遥控、遥信数据提供数据处理、数据传输存储和数据计算；
所述数据处理，对遥控、遥调量数据处理，进行遥控闭锁、光伏电站设备控制和调节操作；对遥测量数据进行工程值转换处理；对遥信量数据处理，将遥测量和遥信量参数修改为需要的数值和状态，能够对遥信量数据实现状态取反，记录遥信量数据时间顺序；
所述数据传输存储，当上行传输链路中断时，将传输失败的数据在传输节点进行缓冲；当上行链路恢复通讯后，将缓冲数据以压缩方式进行传输；在传输数据的过程中对数据流加密；
所述数据计算，用于运维前端***调用，进行统计分析、生产报表，实现发电量日报、月报、年报自动填报，及故障分析数据模型的建立；
所述后端运维管理***，用于光伏电站工作票、操作票模板的编辑，以及故障处理知识库的储备及推送。
2.根据权利要求1所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述运行报警***监测内容包括：光伏子阵监控、箱变监控、逆变器监控、光伏板支架控制、汇流箱监控、集电线路监视和AGC/AVC监视。
3.根据权利要求1所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述光伏电站工作票、操作票管理包括：发现***相关故障信息后，直接触发相应的***及设备工作票、操作票，当处理完对应报警故障，设备报警信息消失后，将所有处理信息保存留档。
4.根据权利要求3所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述故障处理知识库的储备及推送包括：故障按照设备、故障类型进行分类统计，并形成故障处理知识库；当再发生同类故障时，向工作人员推送相关工作票、操作票内容。
5.根据权利要求1所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述故障分析***进行设备及***故障诊断具体包括：调用运行监控***监控的所有运行数据，依据故障分析***设置的若干故障分析数据模型，或根据***提供的数据运算工具自由拟合数据组合，建立相关诊断分析模型，进行数据统计分析，进行设备及***故障诊断。
6.根据权利要求1所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述后端数据采集***采集光伏电站设备及***实时的运行数据后，将采集数据送入实时数据库，供运维前端***对光伏电站内的设备及***进行监视及设备告警管理。
7.根据权利要求6所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述后端数据采集***采集的数据包括遥测、遥信和遥脉数据。
8.根据权利要求1所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述后端数据传输存储处理***，还用于检查数据合理性对超出合理性范围的溢出、失效数据进行剔除，同时产生相应报警信息；还用于对数据零漂处理，对每一个测量值定义其置零范围，对于测量值小于某个死区时，将该测量复位到零；还用于设置自动旁路代处理，当旁路代线路时，自动将旁路的有功、无功、电流等值代替被代线路的值，并登录代路表。
9.根据权利要求1所述的光伏电站监控运维***，其特征在于，所述后端运维管理***还用于对已开具的工作票、操作票进行撤销、修改；故障处理知识库的储备及推送包括将报警类型相同的工作票、操作票进行统计，形成故障知识库；在下次相同报警自动触发工作票、操作票时，项工作人员推送相关的历史工作票、操作票。
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