一种光伏电站电压闪变检测系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏电站电压闪变检测系统和方法，包括数据采集终端、数据中心服务器，通过无线局域网连接，数据采集终端放置在光伏电站塔筒内部的机箱内，用于采集所述光伏电站风机内布置的传感器获取的振动信号，并对采集到的所述传感器振动信号进行处理分析；数据中心服务器包括实时监控和分析模块、历史数据回顾分析模块、故障诊断知识库和数据库。本发明专利技术有助于光伏发电系统的安全、经济运行和检修维护，并且光伏出力的预测结果可辅助电网调度运行控制决策，提高光伏发电电网的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏电站电压闪变检测系统和方法
本专利技术涉及电力系统
，尤其涉及一种光伏电站电压闪变检测系统和方法。
技术介绍
以太阳能为代表的新能源(又称清洁能源)装机呈爆发性增长，成为国家电力供应的重要组成部分。截至2013年底，国内累计光伏装机达1800万千瓦，到2020年，光伏发电装机1亿千瓦以上。太阳能光伏发电系统是由一系列太阳能组件电池串并联而成的。在运行过程中，由于阴影、碎片、电池板老化短路、断路、云雾遮盖或其他因素，太阳能组件效率会突然下降，而单个组件效率下降或损坏会带来系统整体的效率大幅下降，会使整个电站送出功率骤降的情况，因此对于大规模光伏电站并网运行送出功率大幅波动，可能对电网电压波动造成很大的影响。由此，对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控是十分有必要的，可以及时采取措施避免更大事故的发生。从上世纪80年代，世界上相关领域的学者就开始研究电源引起的电压波动和闪变问题，在实地测量、实验和建模仿真等研究领域取得了丰硕的成果，并在电压闪变的评价方法上形成了一系列新标准，常用的电压闪变计算及评价标准有：国际电工标准IEC61000-3-7。国际电工标准IEC61000-4-15和国际电工标准C61400-21国际电工标准IEC6l000-3-7提供了估算中，高压电网所允许的闪变和电压变化最大限值的方法；国际电工标准IEC61000-4-15提供的闪变值仿真算法计算短时间闪变值。国际电工标准IEC61400-21是关于并网风电机组电能质量测量与评估的标准等一系列标准。大型光伏发电分布面积广、数量多，远离监控中心，在运行过程中，受到外界因素的影响较明显。电压闪变发生的时间极短，对电网的冲击较大，如电池板老化突然引起的短路、断路；天气变化云雾遮盖或其他因素，太阳能组件效率会突然下降，而单个组件效率下降或损坏会带来系统整体的效率大幅下降，会使整个电站送出功率骤降的情况，因此对于大规模光伏电站并网运行送出功率大幅波动，可能对电网电压波动造成很大的影响。由此，对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控是十分有必要的，可以及时采取措施避免更大事故的发生。对于大规模光伏电站的分布式监测的研究还不多，尤其是在光伏发电偶发电压闪变特性捕捉比较困难，目前还没有专门的测试系统对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控。主要的难点：(1)光伏电站接入点电压闪变具有偶发特性，捕捉比较困难；(2)需要高速采集，并需要一种不间断的数据采集、处理和保存数据的机制；(3)大型光伏发电分布面积广、数量多，为了减少信号传输时间和检测的实时性，减小数据量的传输，因此需要智能终端将数据进行处理。(4)提供快速检波方法，提高检测硬件的实时性。因此，本领域的技术人员致力于开发一种光伏电站电压闪变检测系统和方法，对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控，为光伏发电系统的安全、经济运行和检修维护提供有益支持。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光伏电站电压闪变检测系统和方法，对光伏电站PCC接入点电压电流闪变信号进行实时的采集，并通过处理器对采集信号进行实时的分析处理、存储、联网发送，对光伏电站电压的闪变进行实时不间断监控。为实现上述目的，本专利技术提供了一种光伏电站电压闪变检测系统，包括数据采集终端和数据中心服务器，所述数据采集终端和所述数据中心服务器通过无线局域网连接，所述数据采集终端放置在所述光伏电站塔筒内部的机箱内，用于采集所述光伏电站风机内布置的传感器获取的振动信号，并对采集到的所述传感器振动信号进行处理分析；所述数据中心服务器包括实时监控和分析模块、历史数据回顾分析模块、故障诊断知识库和数据库，所述实时监控和分析模块接收所述数据采集终端的数据进行实时监控和分析，并将接收的所述数据传送到所述数据库储存，所述历史数据回顾分析模块对所述数据库中储存的历史数据进行回顾和分析，所述故障诊断知识库与所述实时监控分析模块和所述历史数据回顾分析模块连接，为所述实时监控和分析模块以及所述历史数据回顾分析模块提供故障诊断知识。优选地，所述光伏电站电压闪变检测系统还包括远程客户端，所述远程客户端与所述数据中心服务器通过广域互联网连接，用于远程客户和专家在本地端查看所述数据中心服务器的处理信息以及所述数据库中的信息。优选地，所述数据处理终端包括多个采集通道、缓存和规则库，每个所述数据采集通道都连着FIFO，通过DMA通道连接到所述缓存，所述缓存采用多缓存循环结构，当一个缓存接受数据时，可用DSP和CPU对其他缓存根据所述规则库中保存的数据分析处理算法进行数据处理分析，所述规则库保存在永久存储介质中。优选地，所述无线局域网为Intranet局域网。优选地，所述传感器信号为布置在齿轮箱、桨叶、塔筒内壁的加速度、速度传感器获取的高频或低频振动信号。一种光伏电站电压闪变检测方法，用于光伏电站PCC接入点电压电流闪变信号的检测，包括如下步骤：通过放置在所述光伏电站塔筒内部机箱内的数据采集终端采集和分析所述光伏电站内布置加速度、速度传感器获取的高频或低频振动信号；通过无线局域网将所述数据采集终端获取的数据发送到数据中心服务器进行实时监控和分析，并将所述数据储存到数据库中；对所述数据进行故障诊断分析，获得处理信息；将所述处理信息和数据库中信息通过广域互联网提供给用户或专家查看。优选地，所述数据采集终端数据采集处理具体步骤如下：初始化，启动采集；判断缓存A是否满，若否，则调用规则库进行计算，将计算结果写入特征值A缓存，若是，则切换到缓存B；判断缓存B是否满，若否，则调用规则库进行计算，将计算结果写入特征值B缓存，若是，则切换到缓存C；判断缓存C是否满，若否，则调用规则库进行计算，将计算结果写入特征值C缓存，若是，则切换到缓存D；判断缓存D是否满，若否，则调用规则库进行计算，将计算结果写入特征值D缓存，若是，则切换到缓存A；判断缓存器是否存满三个，若是，则判断中间缓存器的特征值是风机状态改变的起点；若是，则对已存满的三个缓存器的值进行综合计算，得到总特征值；根据总特征值确定哪些数据存放在sd卡，哪些数据存放在usb硬盘，哪些数据发送到服务器。优选地，所述规则库对所述缓存中的数据进行计算，计算过程分两步进行，具体步骤如下：对单一缓存的数据进行计算，得出此缓存数据对应的特征值；当某段数据的特征值反映出一定问题时，对以此数据段为中心的三段数据进行综合分析计算，再次得到一个特征值。优选地，所述数据采集终端采集数据过程中，采用灵敏监测，所述灵敏检测能够灵敏地甄别机组运行过程中的异常状态，产生报警并进行历史数据存储，所述灵敏监测具体检测过程如下：所述灵敏监测对机组振动的报警区分振动的各个分频，对振动值本身进行报警，同时也对振动的各种变化情况进行报警；所述灵敏监测对机组振动的报警区分振动的各个分频，对振动值本身进行报警，同时也对振动的各种变化情况进行报警；；所述机组运行历史数据的存储不是由时间决定的，而是当机组运行发生报警的前提下，也就是当事件发生的情况下，保留历史数据。综上，本专利技术的一种光伏电站电压闪变检测系统和方法，对光伏电站PCC接入点电压电流闪变信号进行实时的采集，并通过处理器对采集信号进行实时的分析处理、存储、联网发送，对光伏电站电压的闪变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站电压闪变检测系统，其特征在于，包括数据采集终端和数据中心服务器；所述数据采集终端和所述数据中心服务器通过无线局域网连接，所述数据采集终端放置在所述光伏电站塔筒内部的机箱内，用于采集所述光伏电站风机内布置的传感器获取的振动信号，并对采集到的所述传感器振动信号进行处理分析；所述数据中心服务器包括实时监控和分析模块、历史数据回顾分析模块、故障诊断知识库和数据库，所述实时监控和分析模块接收所述数据采集终端的数据进行实时监控和分析，并将接收的所述数据传送到所述数据库储存，所述历史数据回顾分析模块对所述数据库中储存的历史数据进行回顾和分析，所述故障诊断知识库与所述实时监控分析模块和所述历史数据回顾分析模块连接，为所述实时监控和分析模块以及所述历史数据回顾分析模块提供故障诊断知识。

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站电压闪变检测系统，其特征在于，包括数据采集终端和数据中心服务器；所述数据采集终端和所述数据中心服务器通过无线局域网连接，所述数据采集终端放置在所述光伏电站塔筒内部的机箱内，用于采集所述光伏电站风机内布置的传感器获取的振动信号，并对采集到的所述传感器振动信号进行处理分析；所述数据中心服务器包括实时监控和分析模块、历史数据回顾分析模块、故障诊断知识库和数据库，所述实时监控和分析模块接收所述数据采集终端的数据进行实时监控和分析，并将接收的所述数据传送到所述数据库储存，所述历史数据回顾分析模块对所述数据库中储存的历史数据进行回顾和分析，所述故障诊断知识库与所述实时监控分析模块和所述历史数据回顾分析模块连接，为所述实时监控和分析模块以及所述历史数据回顾分析模块提供故障诊断知识。2.如权利要求1所述的光伏电站电压闪变检测系统，其特征在于，所述光伏电站电压闪变检测系统还包括远程客户端，所述远程客户端与所述数据中心服务器通过广域互联网连接，用于远程客户和专家在本地端查看所述数据中心服务器的处理信息以及所述数据库中的信息。3.如权利要求1或2所述的光伏电站电压闪变检测系统，其特征在于，所述数据处理终端包括多个采集通道、缓存和规则库，每个所述数据采集通道都连着FIFO，通过DMA通道连接到所述缓存，所述缓存采用多缓存循环结构，当一个缓存接受数据时，可用DSP和CPU对其他缓存根据所述规则库中保存的数据分析处理算法进行数据处理分析，所述规则库保存在永久存储介质中。4.如权利要求3所述的光伏电站电压闪变检测系统，其特征在于，所述无线局域网为Intranet局域网。5.如权利要求4所述的光伏电站电压闪变检测系统，其特征在于，所述传感器信号为布置在齿轮箱、桨叶、塔筒内壁的加速度、速度传感器获取的高频或低频振动信号。6.一种光伏电站电压闪变检测方法，用于光伏电站PCC接入点电压电流闪变信号的检测，其特征在于，包括如下步骤：通过放置在所述光伏电站塔筒内部机箱内的数据采集终端采集和分析所述光伏电站内布置加速度、速度传感器获取的高频或低频振动信号；通过无线局域网将所述数据采集终端获取的数据发送...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明，汪宁渤，曹银利，沈润杰，何斌，马彦宏，张健美，吕清泉，王定美，陈钊，张艳丽，
申请(专利权)人：甘肃省电力公司风电技术中心，同济大学，国网甘肃省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62