CN115048698A - 一种光伏场站组串与数据采集***的对应关系确定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，S1，建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；S2，遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；S3，根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；S4，重复S2和S3，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。能够完成光伏场站内光伏板组串与数据采集***的关系对应。

Description

一种光伏场站组串与数据采集***的对应关系确定方法
技术领域
本发明属于光伏运维领域，涉及一种光伏场站组串与数据采集***的对应关系确定方法。
背景技术
近年来，数字化赋能光伏发电作用凸显，光伏发电的运行、维护和管理也开始进入数字化时代，在光伏各个设备例如组串、汇流箱、逆变器、箱变等位置加装数据采集***进行光伏测量数据的采集，所采集的数据通过场站通信设备上传至场站中控室，方便运维人员查看设备运行状态。但由于光伏发电迎的抢装热潮，以及光伏场站的占地面积巨大，每MW占地面积为8000～10000平方米，由此引来了一系列后期运维问题。其中，光伏板组串作为光伏发电的主力单元以及场站数量最多的设备，其运维中最大的问题为：由于现场施工图纸的缺失，若数据采集***中某一组串数据异常，无法通过该信息定位到问题组串在现场中的位置，极大地降低了运维人员的效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种光伏场站组串与数据采集***的对应关系确定方法，能够完成光伏场站内光伏板组串与数据采集***的关系对应。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，包括以下过程：
S1，建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；
S2，遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；
S3，根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；
S4，重复S2和S3，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
优选的，S1中，利用无人机作为平台搭载多角度摄像机，分别从一个垂直和多个倾斜角度拍摄光伏电站的影像，利用3Dsmart数据处理软件对倾斜影像数据进行图像密集匹配，快速生成光伏板表面三角网模型，建立光伏场站的三维实景模型，向三维实景模型输入光伏板的外观、位置和高度属性信息，在三维实景模型中生成光伏板组串的三维图。
优选的，S2中，遮挡光伏板组串过程中，遮挡该光伏板组串的其中一块光伏板。
优选的，S2中，采用遮光板对光伏板组串进行遮挡。
进一步，采用无人机下挂载遮光板，对光伏板组串进行遮挡。
进一步，遮光板的透光率为20％。
优选的，S3中，数据采集***通过汇流箱或逆变器界面显示各光伏板组串的电流和电压，光伏板组串被遮挡后，数据采集***内某一光伏板组串电流降低，从而确定该光伏板组串的标号。
一种光伏场站组串与数据采集***对应关系确定***，包括：
三维实景模型建立模块，用于建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；
光伏板组串遮挡模块，用于遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；
标号对应模块，用于根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；
数字地图生成模块，用于重复光伏板组串遮挡模块和标号对应模块的进程，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任意一项所述光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过首先通过对光伏电站进行三维建模，建立整个场站的光伏板组串界面信息；而后对光伏板组串进行遮挡，与此同时，对照光伏后台数据采集***和生成的光伏板组串位置信息，确定遮挡光伏板组串的位置信息，完成光伏场站内光伏板组串与数据采集***的关系对应。
进一步，采用无人机挂载遮光板来遮挡光伏板组串，节省人力，提高了效率。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的三维建模效果图；
图3为本发明的无人机挂载遮光板示意图；
图4为本发明的二极管光伏电池等效电路图。
其中：1-无人机；2-遮光板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为本发明所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，包括以下过程：
S1，建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息。
S2，遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中。
S3，根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应。
S4，重复S2和S3，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
具体过程为：
1、通过无人机1对光伏场站飞行，完成对光伏场站的三维建模。利用无人机1作为平台搭载多角度摄像机，分别从一个垂直和多个倾斜角度拍摄光伏电站的影像，利用3Dsmart数据处理软件对倾斜影像数据进行图像密集匹配，快速生成光伏板表面三角网模型，如图2所示，实现三维实景模型构建，并且三维实景模型直接读取光伏板的外观、位置、高度等属性信息。由此建立光伏场站中光伏板组串的三维图，并将信息传递至光伏场站中控室。
2、无人机1通过挂载遮光板2，依次遮挡实际光伏场站中的光伏板组串。如图3所示，无人机1下挂载遮光板2，对场站中的组串依次进行遮挡。单个光伏板组串的光伏板数量为18～22块，在实际遮挡时，只需遮挡一个光伏板组串中的某一块光伏板即可。
并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中。
如图4所示，根据二极管光伏电池等效电路图，光伏电池输出电流I为：
I＝Iph-Id-Ish
其中：
Figure BDA0003696605190000051
Figure BDA0003696605190000052
Figure BDA0003696605190000053
Iph为光生电流，Id为旁路二极管电流，Ish为等效并联电阻电流。Irr为光辐照度，α阴影透光率百分比；q为电量，v为光伏电池电压，m为光伏电池数量，Rs为光伏电池串联电阻，n为二极管理想系数，K为珀尔曼常数，T为光伏板电池背板温度；Rsh光伏电池等效并联电阻。采用的遮光板2透光率为20％，可求得光伏板输出电流为正常电流的五分之一。
3、对光伏板进行遮挡的同时，观察后台的数据采集***，该数据采集***会通过汇流箱或逆变器界面显示各光伏板组串的电流和电压。首先应观察到某一光伏板组串电流降低，而后使无人机1带离遮光板2，则电流降低的光伏板组串应恢复为正常电流大小，光伏板组串电流满足这两个变化后则可确定遮挡光伏板组串在数据采集***中的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应，以防止数据采集设备出现波动而影响光伏板组串关系对应的准确性。
4、而后依次完成光伏场站内每个光伏板组串的遮挡和去遮挡，对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该场站的光伏板组串数字地图。
下述为本发明的装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于装置实施例中未纰漏的细节，请参照本发明方法实施例。
本发明再一个实施例中，提供了一种光伏场站组串与数据采集***对应关系确定***，该光伏场站组串与数据采集***对应关系确定***可以用于实现上述光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，具体的，该光伏场站组串与数据采集***对应关系确定***包括三维实景模型建立模块、光伏板组串遮挡模块、标号对应模块以及数字地图生成模块。
其中，三维实景模型建立模块用于建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息。
光伏板组串遮挡模块用于遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中。
标号对应模块用于根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应。
数字地图生成模块用于重复光伏板组串遮挡模块和标号对应模块的进程，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
本发明再一个实施例中，提供了一种终端设备，该终端设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor、DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法的操作，包括：S1，建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；S2，遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；S3，根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；S4，重复S2和S3，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
再一个实施例中，本发明还提供了一种计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是终端设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括终端设备中的内置存储介质，当然也可以包括终端设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作***。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。
可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中有关光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法的相应步骤；计算机可读存储介质中的一条或一条以上指令由处理器加载并执行如下步骤：S1，建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；S2，遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；S3，根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；S4，重复S2和S3，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主题内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，包括以下过程：
S1，建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；
S2，遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；
S3，根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；
S4，重复S2和S3，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
2.根据权利要求1所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，S1中，利用无人机(1)作为平台搭载多角度摄像机，分别从一个垂直和多个倾斜角度拍摄光伏电站的影像，利用3Dsmart数据处理软件对倾斜影像数据进行图像密集匹配，快速生成光伏板表面三角网模型，建立光伏场站的三维实景模型，向三维实景模型输入光伏板的外观、位置和高度属性信息，在三维实景模型中生成光伏板组串的三维图。
3.根据权利要求1所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，S2中，遮挡光伏板组串过程中，遮挡该光伏板组串的其中一块光伏板。
4.根据权利要求1所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，S2中，采用遮光板(2)对光伏板组串进行遮挡。
5.根据权利要求4所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，采用无人机(1)下挂载遮光板(2)，对光伏板组串进行遮挡。
6.根据权利要求4所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，遮光板(2)的透光率为20％。
7.根据权利要求1所述的光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法，其特征在于，S3中，数据采集***通过汇流箱或逆变器界面显示各光伏板组串的电流和电压，光伏板组串被遮挡后，数据采集***内某一光伏板组串电流降低，从而确定该光伏板组串的标号。
8.一种光伏场站组串与数据采集***对应关系确定***，其特征在于，包括：
三维实景模型建立模块，用于建立光伏场站的三维实景模型，模型中包括光伏板组串的位置信息；
光伏板组串遮挡模块，用于遮挡实际中的光伏板组串，并将遮挡光伏板组串的实际地理位置同步到三维实景模型中；
标号对应模块，用于根据光伏板组串的电流变化情况，确定数据采集***中遮挡光伏板组串的标号，将遮挡光伏板组串在三维实景模型中的位置与数据采集***的标号对应；
数字地图生成模块，用于重复光伏板组串遮挡模块和标号对应模块的进程，直到对每个光伏板组串进行数据采集***标号和三维实景模型的位置对应，生成该光伏场站的光伏板组串数字地图。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述光伏场站组串与数据采集***对应关系确定方法的步骤。
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