阅读说明：本技术 光伏发电故障监测系统及其方法 (Photovoltaic power generation fault monitoring system and method thereof ) 是由 张�林 于 2019-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了光伏发电故障监测系统及其方法,该系统包括：安装在光伏发电装置上的故障监测终端,用于实时检测光伏发电装置上的故障信息以及将故障信息发送至数据传输终端上；数据传输终端,用于接收与其连接的故障监测终端监测的故障信息并将多个故障监测终端的数据发送至远程监控终端；远程监控终端,用于接收与其连接的数据传输终端的故障信息并对故障信息进行分析处理；其中,所述故障监测终端与数据传输终端通过ZigBee连接。本发明实现故障信息实时在线采集、短距离无线数据传输、数据融合以及远程传输监控等功能。本发明具有网络组建灵活、数据传输速率快、维护方便等优点。(The invention discloses a photovoltaic power generation fault monitoring system and a method thereof, wherein the system comprises: the fault monitoring terminal is arranged on the photovoltaic power generation device and used for detecting fault information on the photovoltaic power generation device in real time and sending the fault information to the data transmission terminal; the data transmission terminal is used for receiving fault information monitored by the fault monitoring terminals connected with the data transmission terminal and sending data of the fault monitoring terminals to the remote monitoring terminal; the remote monitoring terminal is used for receiving the fault information of the data transmission terminal connected with the remote monitoring terminal and analyzing and processing the fault information; the fault monitoring terminal is connected with the data transmission terminal through ZigBee. The invention realizes the functions of real-time online acquisition of fault information, short-distance wireless data transmission, data fusion, remote transmission monitoring and the like. The invention has the advantages of flexible network construction, high data transmission rate, convenient maintenance and the like.)

光伏发电故障监测系统及其方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种光伏发电故障监测系统及其方法。

背景技术

目前，光伏发电系统的监控方案是利用单片机、RS485及组态软件构成，这样的监控系统其数据传输效率低、容纳节点数少，而且后续的维护费用高。

光伏并网发电系统输出功率的预测将有效缓解对电网的冲击，同时便于电站管理人员决策电力调度系统，影响光伏发电输出功率预测的因素较多，例如光照强度、温湿度以及日照时长等。传统的预测方法主要是针对光照强度、环境温度等影响因子作为研究的要素，采用现有输出功率模型只能预测单一输出功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数据传输效果高且容纳节点多的光伏发电故障监测系统，以及组合式功率预测模型的监控方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

光伏发电故障监测系统，包括：

安装在光伏发电装置上的故障监测终端，用于实时检测光伏发电装置上的故障信息以及将故障信息发送至数据传输终端上；

数据传输终端，用于接收与其连接的故障监测终端监测的故障信息并将多个故障监测终端的数据发送至远程监控终端；

远程监控终端，用于接收与其连接的数据传输终端的故障信息并对故障信息进行分析处理；

其中，所述故障监测终端与数据传输终端通过ZigBee连接。

进一步地，所述故障监测终端包括ZigBee通讯模块、微处理器以及与传感器阵列；

所述ZigBee通讯模块用于与数据传输终端实现数据传输；

所述微处理器用于将传感器阵列采集的故障信息进行汇总并控制ZigBee通讯模块传输；

所述传感器阵列用于采集故障信息，所述故障信息包括逆变器输出端电压信号、汇流箱温度信号、晶体硅太阳电池的温度信号和PV接线端的电压信号。

进一步地，所述数据传输终端包括ZigBee通信模块和数据处理模块；

所述ZigBee通信模块用于ZigBee通讯模块连接，接收故障监测终端监测的故障信息；

所述数据处理模块用于对故障信息进行异常检测以及将数据整理后统一发送给远程监测终端。

进一步地，所述远程监测终端用于接收故障信息并对故障信息进行分析，以及进行远程控制和响应报警信息。

进一步地，所述对故障信息进行分析是指光伏发电装置的故障分析，主要是通过比较故障信息与历史数据，计算出特征值和平均值参数，通过拟合出历史数据的波动驱动，判断故障信息是否符合波动趋势来决策光伏发电装置的故障问题。

进一步地，所述远程监测终端与数据传输终端通过北斗卫星进行通信。

本发明还提供了光伏发电远程监测方法，包括如下步骤：

(1)通过故障监测终端实施获取所述光伏发电装置的故障信息；

(2)利用ZigBee将所述故障信息实时给数据传输终端；

(3)数据传输终端对故障信息进行异常检测，并利用北斗卫星将故障信息给远程监测终端；

(4)通过所述远程监测终端对故障信息以及历史数据对所述光伏发电装置的故障进行分析并将报警。

本发明实现故障信息实时在线采集、短距离无线数据传输、数据融合以及远程传输监控等功能。本发明具有网络组建灵活、数据传输速率快、维护方便等优点。设备运维人员可以利用本发明随时掌握光伏电站的运行情况，提高光伏发电站监控的灵活性和便捷度。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的光伏发电故障监测系统包括故障监测终端、数据传输终端和远程监控终端。

所述故障监测终端安装在光伏发电装置上，用于实时检测光伏发电装置上的故障信息以及将故障信息发送至数据传输终端上，所述故障信息包括逆变器输出端电压信号、汇流箱温度信号、晶体硅太阳电池的温度信号和PV接线端的电压信号。电压信号通过互感电压传感器采集的，温度信号是通过热敏温度传感器实现的。故障监测终端包括ZigBee通讯模块、微处理器以及与传感器阵列；所述ZigBee通讯模块是用于实现与数据传输终端连接，将采集的故障信息传输至数据传输终端；所述传感器阵列用于采集故障信息，。所述微处理器用于将传感器阵列采集的故障信息进行汇总并控制ZigBee通讯模块传输，汇总的时候可统一格式，并附上唯一编码，所述唯一编码可编入该光伏发电装置的编号，便于后续报警信息中得到具体是哪一个光伏发电装置的有异常。

所述数据传输终端用于接收与其连接的故障监测终端监测的故障信息并将多个故障监测终端的数据发送至远程监控终端；具体安装位置，可根据需要与该数据传输终端连接的故障监测终端的位置决定，最好安装在数个故障监测终端均能连接通的位置，保证每个光伏发电装置均能被监控。所述数据传输终端包括ZigBee通信模块和数据处理模块；所述ZigBee通信模块用于ZigBee通讯模块连接，接收故障监测终端监测的故障信息；所述数据处理模块用于对故障信息进行异常检测以及将数据整理后统一发送给远程监测终端，所述异常检测是指检测的电压或者电流异常，大于最大阈值，小于最小阈值，异常则可认定光伏发电异常，则可将异常信息以及故障信息进行整理后发送至远程监测终端，发送是也有一个唯一位置编码，该唯一编码代表所述数据传输终端的位置。即可通过现场终端处理的位置编码和故障监测终端的编码准确找到异常的光伏发电装置的位置。

所述远程监控终端用于接收与其连接的数据传输终端的故障信息并对故障信息进行分析处理。它可采用云计算服务器实现，也可采用物理服务器实现，所述远程监测终端主要是用于接收故障信息并对故障信息进行分析，以及进行远程控制和响应报警信息，对每次接收的所述故障信息进行存储，形成历史数据库。具体地，所述对故障信息进行分析是指光伏发电装置的故障分析，主要是通过比较故障信息与历史数据，计算出特征值和平均值参数，通过拟合出历史数据的波动驱动，判断故障信息是否符合波动趋势来决策光伏发电装置的故障问题。

所述远程监测终端与数据传输终端通过北斗卫星进行通信，通过所述北斗卫星将采集的测控信号发送给远程监测终端，确保了在偏远的高海拔、荒漠地区的光伏阵列自诊断能力，并且大大降低了数据传输终端的数量，以及安装成本和使用维护成本，操作方便。然后通过比较故障信息与历史数据，计算出特征值、平均值等参数，或者通过计算拟合出历史数据的波动趋势，判断检测信号是否符合波动趋势来决策光伏发电装置的故障问题。

实施例2

本实施例的提供了光伏发电远程监测方法，包括如下步骤：

(1)通过故障监测终端实施获取所述光伏发电装置的故障信息；所述故障监测终端安装在光伏发电装置上，用于实时检测光伏发电装置上的故障信息以及将故障信息发送至数据传输终端上，所述故障信息包括逆变器输出端电压信号、汇流箱温度信号、晶体硅太阳电池的温度信号和PV接线端的电压信号。电压信号通过互感电压传感器采集的，温度信号是通过热敏温度传感器实现的。故障监测终端包括ZigBee通讯模块、微处理器以及与传感器阵列；所述ZigBee通讯模块是用于实现与数据传输终端连接，将采集的故障信息传输至数据传输终端；所述传感器阵列用于采集故障信息，。所述微处理器用于将传感器阵列采集的故障信息进行汇总并控制ZigBee通讯模块传输，汇总的时候可统一格式，并附上唯一编码，所述唯一编码可编入该光伏发电装置的编号，便于后续报警信息中得到具体是哪一个光伏发电装置的有异常。

(2)利用ZigBee将所述故障信息实时给数据传输终端；所述数据传输终端用于接收与其连接的故障监测终端监测的故障信息并将多个故障监测终端的数据发送至远程监控终端；具体安装位置，可根据需要与该数据传输终端连接的故障监测终端的位置决定，最好安装在数个故障监测终端均能连接通的位置，保证每个光伏发电装置均能被监控。所述数据传输终端包括ZigBee通信模块和数据处理模块；所述ZigBee通信模块用于ZigBee通讯模块连接，接收故障监测终端监测的故障信息；所述数据处理模块用于对故障信息进行异常检测以及将数据整理后统一发送给远程监测终端，所述异常检测是指检测的电压或者电流异常，大于最大阈值，小于最小阈值，异常则可认定光伏发电异常，则可将异常信息以及故障信息进行整理后发送至远程监测终端，发送是也有一个唯一位置编码，该唯一编码代表所述数据传输终端的位置。即可通过现场终端处理的位置编码和故障监测终端的编码准确找到异常的光伏发电装置的位置。

(3)数据传输终端对故障信息进行异常检测，并利用北斗卫星将故障信息给远程监测终端；所述远程监控终端用于接收与其连接的数据传输终端的故障信息并对故障信息进行分析处理。它可采用云计算服务器实现，也可采用物理服务器实现，所述远程监测终端主要是用于接收故障信息并对故障信息进行分析，以及进行远程控制和响应报警信息，对每次接收的所述故障信息进行存储，形成历史数据库。具体地，所述对故障信息进行分析是指光伏发电装置的故障分析，主要是通过比较故障信息与历史数据，计算出特征值和平均值参数，通过拟合出历史数据的波动驱动，判断故障信息是否符合波动趋势来决策光伏发电装置的故障问题。

(4)通过所述远程监测终端对故障信息以及历史数据对所述光伏发电装置的故障进行分析并将报警；所述远程监测终端与数据传输终端通过北斗卫星进行通信，通过所述北斗卫星将采集的测控信号发送给远程监测终端，确保了在偏远的高海拔、荒漠地区的光伏阵列自诊断能力，并且大大降低了数据传输终端的数量，以及安装成本和使用维护成本，操作方便。然后通过比较故障信息与历史数据，计算出特征值、平均值等参数，或者通过计算拟合出历史数据的波动趋势，判断检测信号是否符合波动趋势来决策光伏发电装置的故障问题。

以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。