一种用于光伏电站清洁监测预警系统

技术领域

本申请涉及光伏电站清洁，尤其涉及一种用于光伏电站清洁监测预警系统。

背景技术

光伏行业经过近十年快速发展，各项技术的迭代更新速度成倍增长。随着光伏组件和相关设备造价成本的快速。截止2018年，全球光伏累计装机容量480GW，预计2035 年全球开发规模将达到4.9TW。截止2018年9月份，中国光伏发电累积装机已经达到 165GW。我国光伏新增装机有望达到400GW以上。对于如此庞大的光伏产业投入和建设，一方面行业在积极降低各个环节生产建设成本，另一方面在发电效能上更需要得到更大提升，这样方能让光伏产业发展和光伏电站运营效能最合理。

作为光伏电站运行方面电站组件的清洁又是影响光伏电站发电的关键因素，能够实时监测电站清洁状态，制定最优的光伏电站清洁计划，使得光伏电站清洁计划最为合理。不同区域建设的光伏电站具有不同环境影响因素的特点，不同结构的光伏电站具有不同清洁方式和持续时间。所以能够实现对光伏电站当前清洁状态实时监测，针对不同电站的建设方式、周边环境、气候特点等形成电站不同阶段积灰以及组件便面覆盖物趋势模型，制定出针对性的清洁计划和清洁方案，才能让光伏电站在清洁方面运行效能达到最优化。所以需要一种用于光伏电站清洁监测预警系统，来解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种用于光伏电站清洁监测预警系统，解决了现有技术中光伏电站清洁状态监测困难的问题。

本申请提供了一种用于光伏电站清洁监测预警系统，包括中央处理模块，所述中央处理模块连接有气象信息采集模块、电站辐照采集模块、第一对比组件、第二对比组件、通信模块、实时数据库，所述通信模块连接有远端服务器，所述第一对比组件、第二对比组件为两块独立运行的标准光伏组件；其中：

气象信息采集模块，用于监测光伏电站所在行政区域气象信息；

电站辐照采集模块，用于监测光伏电站实时辐照信息；

第一对比组件，用于监测清洁后的标准光伏组件的各种信息；

第二对比组件，用于监测未清洁的标准光伏组件的各种信息。

进一步的，一种用于光伏电站清洁监测预警系统，所述气象信息采集模块包括对温度、湿度、风速、风向、云量的采集。

进一步的，一种用于光伏电站清洁监测预警系统，所述第一对比组件上设置有清洁装置。

进一步的，一种用于光伏电站清洁监测预警系统，所述通信模块采用无线通信。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种用于光伏电站清洁监测预警系统，通过气象信息采集模块对温度、湿度、风速、风向、云量的信息进行采集，并且监测光伏电站实时辐照信息，通过第一对比组件、第二对比组件监测测清洁后的与未清洁的标准光伏组件，能够实现实时监测光伏电站当前清洁状态，通过系统运算能够准确获取光伏电站清洁程度值，集合气象信息监测分析系统得到光伏电站最合理的清洁建议，从而能够合理安排光伏电站清洁计划和清洁工作，从根本上提高光伏电站发电量，提升光伏电站的运维效率，让光伏电站清洁投入和发电收益获利达到最为合理的结构。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1

由以上技术方案可知，一种用于光伏电站清洁监测预警系统，其特征在于，包括中央处理模块，所述中央处理模块连接有气象信息采集模块、电站辐照采集模块、第一对比组件、第二对比组件、通信模块、实时数据库，所述通信模块连接有远端服务器，所述第一对比组件、第二对比组件为两块独立运行的标准光伏组件；其中：

气象信息采集模块，用于监测光伏电站所在行政区域气象信息；

电站辐照采集模块，用于监测光伏电站实时辐照信息；

第一对比组件，用于监测清洁后的标准光伏组件的各种信息；

第二对比组件，用于监测未清洁的标准光伏组件的各种信息。

优选的，所述气象信息采集模块包括对温度、湿度、风速、风向、云量的采集。

优选的，所述第一对比组件上设置有清洁装置。

优选的，所述通信模块采用无线通信。

本申请包括气象信息采集模块、电站辐照采集模块、第一对比组件，第二对比组件。主要用于提供光伏电站所在行政区域气象信息，包括天气详情、未来天气情况、温度、湿度、风速、风向、云量情况。电站辐照采集模块主要用于提供实际电站实时辐照情况、风力、风速、温度。主要采集电站日福照量FZL。其中第一对比组件A加装清洁模块，每日对组件开展清洁，保持组件的清洁度，第二对比组件B不安装清洁模块，保持与电站光伏组件同样的运行条件，整个组件的安装位置与角度与现场组件保持一致。这样能够模拟光伏电站现场实际运行发电，两块组件采集数据信息均采集实时运行数据，包括电压VA01、VB01，电流IA01、IB01。两块标准组件的运行参数计算出清洁组件和未清洁组件的发电量QA与QB。通过采集的参数类型和数据分析与计算电站理论可发电量，同时预测未来时段发电量，为清洁收益成本提供对标数据。清洁装置安装于第一对比组件 A下方，每日对该组件执行清洁工作，保障该组件保持清洁状态。

通过电站周边环境分析、气象发展分析、标准组件运行计算、组件自动清洁、电站清洁度实时计算、清洁成本周期以及收益计算以及系统集成模型分析等技术手段，准确计算出电站当前的清洁状态以及清洁度，结合气象发展趋势、环境模型以及清洁成本，系统自动形成合理的电站清洁计划以及清洁收益成果。

气象信息采集模块主要功能为对气象硬件采集装置实时采集到的气象信息(天气详情、未来天气情况、温度、湿度、风速、风向、云量情况、电站实施辐照度)进行整合，为计算标两块标准板A、B每日发电量，预测电站未来电量提供数据。具体功能项包括气象数据统计、电站实时辐照管理。

电站周边环境影响采集分析系统主要功能为采集电站周边环境信息(电站周边灰尘成分、电站周边湿度、电站周边风力)，将采集信息录入系统后形成电站清洁模式分析结构。

标准组件发电计算与对比系统，具体功能项包括标准组件实时信息管理(A和B的实时电压与电流VA01、VB01、IA01、IA02)、标准组件日发电量管理、电站清洁度计算。其中是标准组件实时信息管理将智能数采采集到的标准组件实时数据(A和B的实时电压与电流UA01、UB01、IA01、IA02)分别记录到系统中。标准组件入发电量管理及利用系统记录的标准组件A、B的实时电压与电流，通过电量计算公式，分别计算出A、B两块标准组件的每日发电量。具体计算方式：

计算每个采集周期的功率

PA＝VA01*IA01

PB＝VB01*IB01

对清洁标准板A和非清洁标准板B的功率进行多项式曲线拟合

P＝factor[n]*x^n+factor[n-1]*x^(n-1)+...+factor[0]*x^0；

其中数组factor中的每一项即为曲线拟合后的多项式系数；

通过实验可以确定在2阶、3阶、4阶、5阶多项式拟合后，其中均方差最小的拟合曲线阶数；系统采用4阶拟合曲线进行处理；

P为每块标准板的功率你和函数；

2、分别对两个标准板数据的拟合曲线在指定时段求定积分

采用apache的commons-lang3开源软件中的辛普森积分法进行积分，由于辛普森积分的误差仅为O(1/n4)，比梯形法积分的误差O(1/n2)更小；

标准版A和标准版B发电量Q计算公式为：

电站清洁度计算，通过计算两块标准组件的日发电量，两块标准组件发电量比值即为该电站当天的清洁度。具体计算公式为：

其中QA为标准组件A每日发电量；QB为标准组件B每日发电量。

电站清洁度计算QJD＝QB/QA。

光伏电站智能清洁监测及预警系统中光伏电站清洁监测与预测功能。具体功能包括电站清洁度实时监测，电站清洁度预测两块功能项。其中电站清洁监测系统是将标准组件发电计算与对比清洁度QJD数据实时展示到系统中，同时对该数据进行监控和判断，当QJD值>97％时，系统将当前电站状态定义为清洁度高，当97％>QJD>95％时，系统将该电站定义为清洁度中等，当QJD<95％时，系统将该电站定义为清洁度较低。对于较高的电站系统只展示电站的每日清洁度；对于清洁度中等的电站，系统将展示数据渲染为橙色；对于清洁度较低的电站，系统将展示数据渲染为红色，同时系统会做告警和弹窗提示。预测功能是将近期计算的每日清洁度结合近期电站天气进行拟合，预测出未来一段时间电站清洁度。为用户提供电站清洁判断数据。

光伏电站智能清洁监测及预警系统中光伏电站清洁收益及清洁建议系统,具体功能包括光伏电站清洁费用管理、电站当前发电收益管理、电站清洁后理论发电收益管理、电站清洁建议。其中电站清洁费用管理用于管理每座光伏电站的单次清洁成本费用，为计算清洁合理性提供数据。电站当前发电收益管理，计算当前电站的发电收益，用于对比清洁后收益比。电站清洁后理论发电收益管理，计算电站清洁后的理论发电量，用于电站不清洁与清洁后发电收益比较。电站清洁建议，是通过计算出电站当前状态下理论发电量与清洁后的理论发电量，计算出电站清洁后成本回收周期和发电增收。具体计算公式如下：

电站当前发电收益：FY＝QY*J，其中FY为当前电站发电收益，QY为当前电站发电量， J为该电站电价；

电站清洁成本为CP，该值为录入值，业主每次清洁定义价格；

电站清洁后预计发电收益：FQ＝QJ*J，其中FQ为电站清洁后发电收益，QJ为电站清洁后理论发电量，J为该电站电价；

电站清洁建议如下：

条件1：当电站清洁度QJD<95％

条件2：

条件3：未来10日天气无中雨到大暴雨、中到大雪

满足以上3个条件，系统则判定该电站可执行清洁。如果满足条件1与条件3，且

电站清洁收益预估计算：

当前不清洁状态下每日电站预计发电量：

电站清洁后每日发电量：QJ＝RL*FZL*QJD*(1-δ)，其中清洁后第一天默认为电站清洁度为1，QJD采用已有的清洁模型数据。

清洁成本回收周期预估：

预测清洁总收益：

预测本次清洁电站增收：S＝S1-Qi

综合以上各个功能的集成运算，形成最终结果，系统实现光伏电站的清洁度实时监测，同时对不同清洁度分类别进行渲染和提醒，对于电站是否清洁制定出合理的建议报告，提供客户分析和决策。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围由权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。