基于光伏并网系统的智能化应用方法和装置制造方法及图纸

本申请提出了一种基于光伏并网系统的智能化应用方法，涉及光伏发电技术领域，其中，该方法包括：首先需要进行时钟信号的同步校准及采集工作，基于卫星系统和5G通信技术，实现本地时钟信号的校准，其次是数据信息的采集与处理，基于5G通信，实现全天候柔性升压光伏系统的数据及图像采集工作，在此基础上通过异常数据的剔除与数据预处理，获取有效数据；之后利用数据信息融合技术，建立柔性升压光伏系统的全时间尺度的数据信息模型，实现柔性升压光伏系统的实时性能监控与性能劣变检测，采用上述方案的本发明专利技术解决了因断路器及保护的误动、拒动而引起的精确性不足问题，能有效提高故障诊断精度,实现对系统状态的精确监控和系统性能劣化的准确预测。劣化的准确预测。劣化的准确预测。

【技术实现步骤摘要】
基于光伏并网系统的智能化应用方法和装置


[0001]本申请涉及光伏发电
，尤其涉及基于光伏并网系统的智能化应用方法和装置。

技术介绍

[0002]为了解决能源短缺的现状，实现绿色能源的发展目标，减少大气污染，实现能源发展的可持续性，世界各国已经开始大力开发以光伏、风能为代表的新能源发电系统。光伏系统在可再生能源发电系统中是最成熟的技术之一，具有电力可扩展，安装简单，维护量少和模块化等优点，为保证光伏系统供电稳定性和可靠性，实现系统级的设备的协调控制、性能监控技术及性能劣化预测至关重要。
[0003]分散式数据采集系统内多个数据采集节点的同步触发精度会直接影响到采集数据的有效性以及后续分析处理的精确度。因此，数据采样的同步性对分散式数据采集系统来说是一项非常重要的性能指标。为实现系统内所有节点高精度的采集同步，传统的分散式数据采集系统采用专用时钟总线传输同步时钟。系统时钟源通过专用时钟总线向各个从节点发送全局时钟。该总线使得系统时钟源到所有从节点具有相等的硬件时钟传输时延。随着分散式采集系统的复杂度越来越高、规模越来越大，专用时钟总线走线延时导致的时钟不同相问题渐渐凸显，其次复杂、庞大的总线结构也将增加系统硬件开销。此外，大型分散式数据采集系统中一般包含多种采样节点，甚至包含多个采样子系统，其时钟传递的网络拓扑结构非常复杂，难以通过简单的时钟总线实现同步时钟的传输。
[0004]随着互联网相关的技术发展，依托大数据、云计算、数据挖掘等物联网新技术为电力生产过程带来了新的变革手段。数据驱动的技术体系的价值在于以下几个方面：(1)通过数据挖掘，将原本隐藏在数据背后的问题变得显性，使以往不可见的问题与关联浮现。(2)将数据与先进算法或分析理论相结合，利用数据挖掘的手段将过程智能化，进而面向问题进行性能分析、运行优化、全生命周期分析等。(3)在数据驱动下发现问题、探求用户价值缺口、开拓新的研究方向等。因此在当今工业物联网背景下，采用数据驱动的方法研究电力生产过程有着重要意义。
[0005]电力生产过程中运行设备的状态监测。电站运行设备的状态分析或诊断依赖于传感器数据的准确测量、监测与校核。通过建立设备的能耗特性、运行参数的指标体系、设备基准态等手段，达到监控传感器故障、监控设备性能状态诊断设备故障源、定位能耗的时空分布等目的。设备的性能状态的分析方法包括常规热量分析方法、传统分析、热经济性诊断、单耗分析、先进分析等。常规热量分析方法以热力学第一定律为基础，采用热效率、热耗率、等熵效率、热损失等指分析电力生产过程中的能量利用情况。从中逐渐提炼出的等效焓降法、循环函数法、矩阵法等广泛应用于电站机组的系统运行状态分析与节能诊断领域。传统分析以热二律为基础从能量的质的角度分析能量系统状态。Valero等在分析基础上提出了热经济学分析方法，从单位成本的角度开展了一系列电站机组热经济性诊断的研究工作。宋之平教授在分析与经济分析基础上提出了单耗分析方法，分析了设备的
理论单耗与附加单耗问题，具有更完善的工程实践意义Tsatasronis教授等将设备损进一步细化为设备内部损、设备外部损、可避免损、不可避免损，随之衍生出了先进分析方法以及先进经济分析方法。随着我国电网负荷的持续增长、跨区域电网规模的不断扩大以及环境监管的愈加严格，影响电网稳定运行的不确定因素也随之增加。在这种情况下，对电网故障进行迅速准确预警分析变得尤为重要。电网故障时，在较短时间内系统会将海量无用信息提供给运行人员，阻碍了故障的及时处理。另外，通信信道干扰、保护和开关的拒动、误动导致的信息缺失也会使故障分析的准确性受到严重影响。因此，在规模化、智能化电网背景下，对异构、冗余的多信息源数据融合，将有助于运行人员对故障的正确分析，具有现实的经济效益。目前国内外学者研究了多种电网故障的早期预警诊断方法，如人工神经网络、贝叶斯网络、优化技术、专家系统等。阎博等对国调的电网预警分析系统进行了研究，系统存在信息介入不规范等问题，呈现的信息量与故障程度呈显著的正相关关系。CodeRRa
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RaiReri D等研究发现OPEN系统可以及时对故障进行分析并处理，但存在没有综合利用异构信息等问题。贺墨琳等对变电综合自动化领域的优化设计进行了分析，但不能综合利用录波器的开关量和模拟量信息。

技术实现思路

[0006]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0007]为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于光伏并网系统的智能化应用方法，解决了现有方法的光伏系统无法实现系统级的设备的协调控制、性能监控及性能劣化预测技术问题，实现了柔性升压光伏系统的实时性能监控与性能劣变检测，实现基于多参数数据融合的柔性光伏电站预警。
[0008]本申请的第二个目的在于提出一种基于光伏并网系统的智能化应用系统。
[0009]本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0010]为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于光伏并网系统的智能化应用方法，包括：对光伏逆变器的时钟进行校准；通过卫星通讯授时与网络授时以及本地晶振同步相结合来实现光伏逆变器的高可靠组件级时钟的准确同步；通过5G数据网络，实现光伏并网系统的数据实时采集和传输；采集全天候光伏电站数据信息，通过数据筛选与预处理将所得数据信息进行处理；利用光伏系统数据信息物理融合系统建模理论，以处理好的数据信息为基础，建立全时间尺度下光伏系统数据信息物理融合系统模型；使用所述光伏系统数据信息物理融合系统模型，制定光伏逆变器内部相关参数基准值，与实时采集的数据中的设备实时数据进行对比，监控光伏逆变器性能变化趋势及性能劣化过程。
[0011]本申请实施例的基于光伏并网系统的智能化应用方法，通过对光伏逆变器的时钟进行校准；通过卫星通讯授时与网络授时以及本地晶振同步相结合来实现光伏逆变器的时钟准确同步；通过5G数据网络实现光伏并网系统的数据实时采集和传输；采集全天候光伏电站数据信息，并对所得数据信息进行处理；利用光伏系统数据信息物理融合系统建模理论和处理好的数据信息建立物理融合模型；使用物理融合模型，制定光伏逆变器内部相关参数基准值，与实时采集的数据中的设备实时数据进行对比，监控光伏逆变器性能变化趋势及性能劣化过程。本申请利用物联网技术与5G技术的结合，开发适合于分散式柔性光伏系统的智能化应用技术，基于数据驱动技术构造柔性光伏系统的信息物理融合系统，通过
数据挖掘手段全方面的利用设备信息，通过将数据与先进算法相集合，实现对系统状态的精确监控和系统性能劣化的准确预测，并最大限度的发挥柔性升压光伏系统的性能优势，提高光伏系统的运行效率，降低光伏系统的发电成本。为进一步提高光伏电站故障诊断的精确性，保障电网稳定安全运行，从电气量出发建立电网故障早期预警所需的特征参量及提取方法，建立分析系统的总体构架，通过D
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S证据理论对故障特征参量进行多参数数据信息融合。基于多参数数据融合的电网预警方法，将电气量引入到电网的故障诊断，解决因断路器及保护本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光伏并网系统的智能化应用方法，其特征在于，包括以下步骤：对光伏逆变器的时钟进行校准；通过卫星通讯授时与网络授时以及本地晶振同步相结合来实现光伏逆变器的高可靠组件级时钟的准确同步；通过5G数据网络，实现光伏并网系统的数据实时采集和传输；采集全天候光伏电站数据信息，通过数据筛选与预处理将所得数据信息进行处理；利用光伏系统数据信息物理融合系统建模理论，以处理好的数据信息为基础，建立全时间尺度下光伏系统数据信息物理融合系统模型；使用所述光伏系统数据信息物理融合系统模型，制定光伏逆变器内部相关参数基准值，与实时采集的数据中的设备实时数据进行对比，监控光伏逆变器性能变化趋势及性能劣化过程。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对光伏逆变器的时钟进行校准，包括：利用GPS同步卫星信号接收1pps和串口时间信息，将本地的时钟和GPS卫星上面的时间进行同步，以对光伏逆变器时钟准确校准。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过卫星通讯授时与网络授时以及本地晶振同步相结合来实现光伏逆变器的高可靠组件级时钟的准确同步，包括：基于导航系统对光伏逆变器进行时钟同步；分析在时间同步系统上下行链路中，时钟源相位噪声与时间同步精度的相互关系，之后采用基于5G网络同步通讯IEEE1588同步方案，通过多播技术的分散式总线系统对所述光伏并网系统中的组件级光伏逆变器的时钟进行同步；基于OCXO晶振将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小，从而使得光伏逆变器时钟信号同步。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏峰，肖平，彭文博，赵东明，王力军，刘宇，李如东，谢伟，赵灿森，张涛，田鸿翔，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司华能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：