【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏支架数字化，具体而言，涉及一种光伏支架数字化管理控制系统。
技术介绍
1、全球气候变化，巴黎协定执行，因此节能减排任务艰巨，调整能源供给及利用结构是大趋势。现今已建设大量光伏电站，光伏电站具有占地面积大、运行场景复杂的特点，其有地面集中式、鱼光互补式、分布式等应用场景，光伏支架是光伏电站建设的重要组件。光伏支架有固定式支架、跟踪式支架、柔性支架等不同种类，且光伏场区的支架管理较为复杂。光伏电站长期运行时，因受地质条件影响、风压、雨雪等影响，使光伏支架运行状态可能会偏离设计状态，从而影响光伏组件安装角、影响发电功率，使电站收益减少。图1为现有技术中已知的倾角变化与发电量相对损失示意图，研究表明，当组件安装倾角变化时，发电量也相应发生变化，其中组件平铺倾角为0°，组件垂直地面安装时倾角为90°，其对应变化如图1所示。组件安装倾角偏离最佳倾角(最佳倾角为设计院通过计算公式或现场实际测量获得)时，发电量相对损失会发生变化，且其变化幅度随实际倾角与最佳倾角偏离值增大而增大。当最佳倾角在±5°附近变化时，发电量相对损失的差值在千分之五以内；而当最佳倾角超过±5°时，发电量相对损失较大，可达1％及以上。因此，对光伏支架运行状态进行全面监视是十分必要的，其具有较好经济效益与社会效益。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的是在于提供一种光伏支架数字化管理控制系统，其利用通信技术、物联网技术及大数据技术优势，全面监视光伏支架运行状态及光伏场区微气象，实现整个光伏场区光伏
2、为达到上述目的，本专利技术提供了一种光伏支架数字化管理控制系统，其包括：
3、一监控服务器，连接一显示器；
4、复数个环网交换机，连接在一光纤环网中，且每个所述环网交换机通过一主环网交换机连接到所述监控服务器，其中，每个所述环网交换机还连接一箱变边缘计算网关；
5、每个所述箱变边缘计算网关连接一箱变测控装置，以每一所述箱变测控装置及其所连接的多组光伏组件作为一发电单元；
6、每组所述光伏组件包括一光伏支架，每一所述光伏支架下方安装有支架传感器，所述支架传感器包括倾角传感器与变形传感器，所述支架传感器连接至对应的箱变边缘计算网关；
7、每一所述箱变测控装置处还设置一微气象站，所述微气象站连接至对应的箱变边缘计算网关，其中，所述微气象站包括辐照度传感器、温度传感器及湿度传感器；
8、其中，在任一发电单元中，所述箱变测控装置实时采集对应发电单元的实际发电功率并上传至所述箱变边缘计算网关，所述支架传感器实时采集光伏支架的倾角以及变形数据并上传至所述箱变边缘计算网关，所述微气象站实时采集辐照度、温度、湿度及风速参数并上传至所述箱变边缘计算网关，所述箱变边缘计算网关根据获取的数据计算并监测光伏支架运行状态，并将结果通过对应环网交换机与所述主环网交换机上传至所述监控服务器，且显示在所述显示器上，其具体包括以下步骤：
9、步骤s1：所述箱变边缘计算网关根据光伏电池物理模型、辐照度、温度、湿度数据，实时计算出该发电单元的光伏发电理论功率；
10、步骤s2：将光伏发电理论功率与实际发电功率比较，并构成时、日、周、月、年绝对误差曲线与相对误差曲线；
11、步骤s3：计算光伏组件各对应时段衰减损失曲线，当任一绝对误差值大于衰减损失的值时，判定对应光伏支架的角度不是最佳角度，并向所述监控服务器发出预警信息；
12、步骤s4：从光伏电站初次投运时开始，通过所述支架传感器实时监测光伏支架倾角以及变形数据，且在初次投运第一天以60分钟为时间尺度记录所述支架传感器监测的数据，作为基础数据；
13、步骤s5：从第二天开始，每天以相同的时间尺度采集所述支架传感器监测的数据，并与同一时间段的基础数据比较得到误差数据，将所有误差数据形成误差数据库，其中误差数据包括角度误差与变形误差，并设定角度误差不超过第一角度误差阈值且变形误差不超过第一变形误差阈值；
14、步骤s6：分别对得到的角度误差与变形误差进行累计，当累计的角度误差大于第二角度误差阈值或累计的变形误差大于第二变形误差阈值，则向所述监控服务器发出预警信息。
15、在本专利技术一实施例中，其中，所述箱变边缘计算网关采用通用边缘计算网关，其硬件采用四核cortex-a53架构，并具有串口、工业以太网接口、无线通信接口与物联网卡4g/5g通信接口。
16、在本专利技术一实施例中，其中，所述箱变测控装置、所述支架传感器、所述微气象站与对应的箱变边缘计算网关的连接方式为通过有线通信网络连接或通过无线通信连接。
17、在本专利技术一实施例中，其中，在步骤s2中，所述绝对误差曲线为同一时刻的光伏发电理论功率与实际发电功率的差值，所述相对误差曲线为同一时刻的光伏发电理论功率与实际发电功率的差值除以实际理论发电功率得到的。
18、在本专利技术一实施例中，其中，在步骤s3中，所述衰减损失曲线是根据监控得到光伏组件电池衰减率进行计算的，将光伏组件电池的实际衰减值曲线同步骤s2得到的所述绝对误差曲线进行比较，或将光伏组件电池的衰减率曲线同步骤s2得到的所述相对误差曲线比较，得到对应的衰减损失曲线。
19、本专利技术提供的光伏支架数字化管理控制系统，与现有技术相比，至少具备以下优点：
20、1)提出了一种数字化光伏支架系统，以实现全面的监测；
21、2)引入了倾角传感器、变形(沉降、倾斜、平移)传感器，用于监测光伏支架状态；
22、3)根据监测数据建立了光伏组件设计角度、实际组件倾斜角与支架倾斜角数据库，为光伏电站管理提供数据基础；
23、4)引入光伏组件五参数模型用于计算实时理论功率，使数据准确度更高；
24、5)建立了功率误差曲线(初次功率误差曲线)，以通过功率误差曲线同功率损失曲线比较，判定组件倾角变化。
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1.一种光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，所述箱变边缘计算网关采用通用边缘计算网关，其硬件采用四核Cortex-A53架构，并具有串口、工业以太网接口、无线通信接口与物联网卡4G/5G通信接口。
3.根据权利要求1所述的光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，所述箱变测控装置、所述支架传感器、所述微气象站与对应的箱变边缘计算网关的连接方式为通过有线通信网络连接或通过无线通信连接。
4.根据权利要求1所述的光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，在步骤S2中，所述绝对误差曲线为同一时刻的光伏发电理论功率与实际发电功率的差值，所述相对误差曲线为同一时刻的光伏发电理论功率与实际发电功率的差值除以实际理论发电功率得到的。
5.根据权利要求1所述的光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，在步骤S3中，所述衰减损失曲线是根据监控得到光伏组件电池衰减率进行计算的，将光伏组件电池的实际衰减值曲线同步骤S2得到的所述绝对误差曲线进行比较，或将光伏组件电池的衰减率曲线同步骤S
...【技术特征摘要】
1.一种光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，所述箱变边缘计算网关采用通用边缘计算网关，其硬件采用四核cortex-a53架构，并具有串口、工业以太网接口、无线通信接口与物联网卡4g/5g通信接口。
3.根据权利要求1所述的光伏支架数字化管理控制系统，其特征在于，所述箱变测控装置、所述支架传感器、所述微气象站与对应的箱变边缘计算网关的连接方式为通过有线通信网络连接或通过无线通信连接。
4.根据权利要求1所述的光...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘太华，高继荣，李鹏涛，陈全，任杰，郝栋梁，
申请(专利权)人：北京奥德威特电力科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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