【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏发电，更具体地说，本专利技术涉及一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统。
技术介绍
1、为了满足能源的需求，太阳能光伏电池的研发与应用已经成为当前新能源开发利用的热点话题，对于太阳能光伏电池的监管也变得越来越重要。
2、现有的太阳能光伏电池监管系统实时监控光伏电池在光电转化过程中的工作温度和电流，当工作温度抵达电池运行亏损温度或者电流出现突增、锐减状况时判定光伏电池的光电转化过程出现异常，暂停光电转化过程并对其进行维护，在保护了光伏电池的同时提高了光伏电池的使用质量。
3、然而上述系统仍存在一些问题：在工作温度抵达光伏电池运行亏损温度或者电流出现突增、锐减状况时进行异常维护来提高光伏电池使用质量具有片面性，光伏电池的使用质量由多种影响因素决定，应从多个角度选取影响因素去表示光伏电池的使用质量，光伏电池使用质量指数计算的准确性和全面性仍待提高。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术的实施例提供一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，包括：
3、电池性能参数测试模块：基于光伏电池的国家标准测量条件使用等效负载对光伏电池的性能进行测试得到标准状况下光伏电池运行全周期下的性能参数；
4、基础设置模块：基于光伏电池工作区域的太阳光辐照强度和环境温度历史数据设定临界入射辐照强度
5、数据采集模块：实时采集光伏电池运行区域的环境数据和工作数据；
6、电池运行状态智能切换模块：将采集到的有效入射辐照强度和环境温度与光伏电池应用限制设定的临界入射辐照强度和临界工作温度进行比较智能切换光伏电池的运行状态；
7、光伏电池运行数据处理模块：确认运行光伏电池后对实时采集到的数据进行处理计算不同时间段的实际能量转换效率和能量损失系数；
8、电池运行异常预警模块：实时监控电池运行时的电压、电流、实际能量转换效率，以及能量损耗系数，判定数据异常则向光伏电池维护中心发送异常预警和异常数据，反之则输出实际能量转换效率和能量损失系数至发电数据处理模块；
9、异常维护模块：接收到预警提示后实时更新异常维护动态，自动备份异常维护记录，输出目标周期内异常维护次数、预警提示接收时间以及开始维护时间至发电数据处理模块；
10、发电数据统计模块：统计目标周期内光伏电池理论运行时间和实际运行时间发送至发电数据处理模块；
11、发电数据处理模块：对接收的数据进行处理，分别计算平均光电转换能力指数、供电稳定系数以及平均异常维护及时度系数；
12、电池使用质量指数计算模块：基于平均光电转换能力指数、供电稳定系数以及平均异常维护及时度系数计算电池使用质量指数；
13、数据库：用于储存系统中所有模块的数据。
14、优选的，光伏电池性能参数测试模块获取的光伏电池性能参数为开路电压ve、短路电流ie、最大输出功率pme、填充因子ff，以及能量转换效率ηpe。
15、优选的，数据采集模块包括环境数据采集单元、工作数据采集单元以及数据输出单元，所述环境数据采集单元实时采集太阳光辐照强度、太阳光辐射角度以及环境温度；所述工作数据采集单元实时采集光伏电池运行时的电压和电流；所述数据输出单元将采集到的环境数据发送至电池运行状态智能切换模块，将采集到的工作数据发送至光伏电池运行数据处理模块。
16、优选的，电池运行状态智能切换模块包括环境数据接收单元、运行状态第一判断单元、运行状态第二判断单元，以及判断结果执行单元，所述环境数据接收单元接收采集到的太阳光辐照强度、太阳光辐射角度以及环境温度；所述运行状态第一判断单元由采集到的太阳光辐照强度wb和太阳光辐射角度θ计算有效入射辐照强度wc，具体计算公式为：wc＝wb*sinθ，将计算出来的有效入射辐照强度wc与临界入射辐照强度wa进行比较，wc<wa时判定暂停光伏电池运行，wc≥wa时判定启动光伏电池运行；所述运行状态第二判断单元将采集到的环境温度tb与临界工作温度tc进行比较，tb>tc时判定暂停光伏电池运行，tb≤tc判定启动光伏电池运行；所述判断结果执行单元在运行状态第一判断单元、运行状态第二判断单元均判定启动光伏电池运行时启动光伏电池，同时发送实时太阳光辐照强度、太阳光辐射角度至光伏电池运行数据处理模块，反之则关闭光伏电池。
17、优选的，光伏电池运行数据处理模块包括数据接收单元、持续时间段记录单元、持续时间段整合单元、输出功率计算单元、入射功率计算单元、实际能量转换效率计算单元、标准理论能量转换效率校正单元、能量损耗系数计算单元，数据输出单元，所述数据接收单元接收光伏电池运行后的实时太阳光辐照强度、太阳光辐射角度、电压，以及电流；所述持续时间段记录单元记录每个数据的出现时间和消失时间；所述持续时间段整合单元将所有数据出现时间按照先后顺序依次排列组合成新的时间段区间；所述输出功率计算单元由每个时间段内的电压vbi和电流ibi计算输出功率pbi，具体计算公式为：pbi＝vbi*ibi；所述入射功率计算单元基于每个时间段内的有效辐照强度wci和有效辐照面积αai计算入射功率pc，具体计算公式为：pci＝wci*αai＝wbi*sinθi*αai；所述实际能量转换效率计算单元由输出功率pbi和入射功率pci计算实际能量转换效率ηpci，具体计算公式为：所述标准理论能量转换效率校正单元基于实际接收数据对标准理论能量转换效率进行校正；所述能量损耗系数计算单元由校正后的标准理论能量转换效率ηpei和实际能量转换效率ηpci计算能量损耗系数δai，具体计算公式为：所述数据输出单元将计算出的实际能量转换效率和能量损耗系数输出至电池运行异常预警模块。
18、优选的，发电数据处理模块包括数据接收单元、平均实际能量转换效率计算单元、平均能量损失系数计算单元、平均光电转换能力指数计算单元、异常发生率计算单元、供电稳定系数计算单元、平均异常维护及时度系数计算单元，以及数据输出单元，具体数据处理过程如下：
19、数据接收单元：用于接收光电转换数据、异常维护数据以及发电数据；
20、平均实际能量转换效率计算单元：将光伏电池运行过程的实际能量转换效率ηpci汇总去除明显偏离的数值后求平均值ηb，具体计算公式为：
21、
22、平均能量损失系数计算单元：将光伏电池运行过程的能量损失系数δai汇总去除明显偏离的数值后求平均值δb，具体计算公式为：
23、
24、平均光电转换能力指数计算单元：由目标周期内每一次光伏电池运行过程的平均实际能量转换效率ηbi和平均能量损失系数δbi计算光电转换能力指数xai，具体计算公式为：j1、j2为经验系数，j1>0本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述光伏电池性能参数测试模块获取的光伏电池性能参数为开路电压Ve、短路电流Ie、最大输出功率Pme、填充因子FF，以及能量转换效率ηpe。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述数据采集模块包括环境数据采集单元、工作数据采集单元以及数据输出单元，所述环境数据采集单元实时采集太阳光辐照强度、太阳光辐射角度以及环境温度；所述工作数据采集单元实时采集光伏电池运行时的电压和电流；所述数据输出单元将采集到的环境数据发送至电池运行状态智能切换模块，将采集到的工作数据发送至光伏电池运行数据处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述电池运行状态智能切换模块包括环境数据接收单元、运行状态第一判断单元、运行状态第二判断单元，以及判断结果执行单元，所述环境数据接收单元接收采集到的太阳光辐照强度、太阳光辐射角度以及环境温度；所述运行状态第一
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述光伏电池运行数据处理模块包括数据接收单元、持续时间段记录单元、持续时间段整合单元、输出功率计算单元、入射功率计算单元、实际能量转换效率计算单元、标准理论能量转换效率校正单元、能量损耗系数计算单元，数据输出单元，所述数据接收单元接收光伏电池运行后的实时太阳光辐照强度、太阳光辐射角度、电压，以及电流；所述持续时间段记录单元记录每个数据的出现时间和消失时间；所述持续时间段整合单元将所有数据出现时间按照先后顺序依次排列组合成新的时间段区间；所述输出功率计算单元由每个时间段内的电压Vbi和电流Ibi计算输出功率Pbi，具体计算公式为：Pbi＝Vbi*Ibi；所述入射功率计算单元基于每个时间段内的有效辐照强度Wci和有效辐照面积αai计算入射功率Pc，具体计算公式为：Pci＝Wci*αai＝Wbi*sinθi*αai；所述实际能量转换效率计算单元由输出功率Pbi和入射功率Pci计算实际能量转换效率ηpci，具体计算公式为：所述标准理论能量转换效率校正单元基于实际接收数据对标准理论能量转换效率进行校正；所述能量损耗系数计算单元由校正后的标准理论能量转换效率ηpei和实际能量转换效率ηpci计算能量损耗系数δai，具体计算公式为：所述数据输出单元将计算出的实际能量转换效率和能量损耗系数输出至电池运行异常预警模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述发电数据处理模块包括数据接收单元、平均实际能量转换效率计算单元、平均能量损失系数计算单元、平均光电转换能力指数计算单元、异常发生率计算单元、供电稳定系数计算单元、平均异常维护及时度系数计算单元，以及数据输出单元，具体数据处理过程如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述电池使用质量指数计算模块基于平均光电转换能力指数、供电稳定系数以及平均异常维护及时度系数计算电池使用质量指数Gt的具体计算公式为：k1、k2为常数系数，k1>0、k2>0。
...【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述光伏电池性能参数测试模块获取的光伏电池性能参数为开路电压ve、短路电流ie、最大输出功率pme、填充因子ff，以及能量转换效率ηpe。
3.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述数据采集模块包括环境数据采集单元、工作数据采集单元以及数据输出单元，所述环境数据采集单元实时采集太阳光辐照强度、太阳光辐射角度以及环境温度；所述工作数据采集单元实时采集光伏电池运行时的电压和电流；所述数据输出单元将采集到的环境数据发送至电池运行状态智能切换模块，将采集到的工作数据发送至光伏电池运行数据处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述电池运行状态智能切换模块包括环境数据接收单元、运行状态第一判断单元、运行状态第二判断单元，以及判断结果执行单元，所述环境数据接收单元接收采集到的太阳光辐照强度、太阳光辐射角度以及环境温度；所述运行状态第一判断单元由采集到的太阳光辐照强度wb和太阳光辐射角度θ计算有效入射辐照强度wc，具体计算公式为：wc＝wb*sinθ，将计算出来的有效入射辐照强度wc与临界入射辐照强度wa进行比较，wc<wa时判定暂停光伏电池运行，wc≥wa时判定启动光伏电池运行；所述运行状态第二判断单元将采集到的环境温度tb与临界工作温度tc进行比较，tb>tc时判定暂停光伏电池运行，tb≤tc判定启动光伏电池运行；所述判断结果执行单元在运行状态第一判断单元、运行状态第二判断单元均判定启动光伏电池运行时启动光伏电池，同时发送实时太阳光辐照强度、太阳光辐射角度至光伏电池运行数据处理模块，反之则关闭光伏电池。
5.根据权利要求1所述的一种基于大数据的太阳能光伏电池监管系统，其特征在于：所述光伏电池运行数据处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：张忠山，方婷，傅小龙，贾世伟，陈梦月，
申请(专利权)人：江西工程学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。