本發(fā)明涉及光伏發(fā)電，具體涉及一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷進步、新能源供需不斷加劇，太陽能因資源豐富、永不枯竭、清潔安全成為可再生能源發(fā)電方式。當前，大規(guī)模和分布式并網(wǎng)光伏電站已被廣泛應(yīng)用。光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量直接影響光伏電站的經(jīng)濟效益，而光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部各個發(fā)電設(shè)備的健康運行狀態(tài)是保證發(fā)電量和系統(tǒng)高效運行的關(guān)鍵，各發(fā)電設(shè)備的運行效率是直觀表征發(fā)電設(shè)備運行狀態(tài)的特征量。

2、目前，在光伏發(fā)電系統(tǒng)運行時，僅對光伏組件的一些基本參數(shù)進行監(jiān)控測量，而對光伏組件的發(fā)電效率并沒有實時的獲取和計算方式，造成無法及時獲知光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備的運行狀態(tài)，進而影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)及方法，以解決光伏發(fā)電系統(tǒng)運行時對光伏組件的發(fā)電效率并沒有實時的獲取和計算方式，造成無法及時獲知光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備的運行狀態(tài)的問題。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：監(jiān)控中心，以及與監(jiān)控中心連接的光伏組件數(shù)據(jù)采集模塊、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊、發(fā)電異常分析模塊、發(fā)電異常處理模塊、發(fā)電量處理模塊以及發(fā)電效率可視化模塊；發(fā)電異常分析模塊分別與光伏組件數(shù)據(jù)采集模塊和環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊連接；發(fā)電異常分析模塊、發(fā)電異常處理模塊、發(fā)電量處理模塊和發(fā)電效率可視化模塊依次連接；

3、光伏組件數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集光伏組件的基礎(chǔ)信息；

4、環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集光伏組件的環(huán)境信息；

5、發(fā)電異常分析模塊，用于基于光伏組件的基礎(chǔ)信息和光伏組件的環(huán)境信息進行異常分類，得到異常光伏組件的發(fā)電異常類型；其中，發(fā)電異常類型包括表面異常和內(nèi)部異常；

6、發(fā)電異常處理模塊，用于若發(fā)電異常類型為表面異常時，則基于異常光伏組件的發(fā)電異常類型確定表面異常的異常發(fā)電指數(shù)；

7、發(fā)電量處理模塊，用于基于表面異常的異常發(fā)電指數(shù)確定表面異常損耗發(fā)電量，并基于表面異常損耗發(fā)電量確定內(nèi)部異常損耗發(fā)電量；

8、發(fā)電效率可視化模塊，用于基于光伏組件的基礎(chǔ)信息、表面異常損耗發(fā)電量和內(nèi)部異常損耗發(fā)電量構(gòu)建光伏發(fā)電效率可視化圖，并將光伏發(fā)電效率可視化圖進行可視化顯示。

9、本實施例提供的一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)，基于光伏組件的基礎(chǔ)信息和光伏組件的環(huán)境信息進行異常分類，得到異常光伏組件的發(fā)電異常類型，基于異常光伏組件的發(fā)電異常類型確定表面異常的異常發(fā)電指數(shù)，基于表面異常的異常發(fā)電指數(shù)確定表面異常損耗發(fā)電量，并基于表面異常損耗發(fā)電量確定內(nèi)部異常損耗發(fā)電量，進而構(gòu)建并可視化顯示光伏發(fā)電效率可視化圖，實現(xiàn)了對光伏組件的發(fā)電效率的準確監(jiān)測，可以及時獲知光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備的運行狀態(tài)，保證了光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

10、在一種可選的實施方式中，發(fā)電異常分析模塊，包括：

11、第一計算單元，用于基于光伏組件的環(huán)境信息確定光伏組件的動態(tài)額定發(fā)電量，并基于光伏組件的基礎(chǔ)信息中光伏組件的實際發(fā)電量和動態(tài)額定發(fā)電量計算光伏組件的實際發(fā)電效率；

12、第一比較單元，用于將實際發(fā)電效率與發(fā)電效率閾值進行比較，若實際發(fā)電效率小于發(fā)電效率閾值，則將實際發(fā)電效率對應(yīng)的光伏組件標記為異常光伏組件；

13、第一確定單元，用于基于光伏組件的基礎(chǔ)信息確定異常光伏組件的灰度圖像，并基于異常光伏組件的灰度圖像構(gòu)建紋理特征集，基于紋理特征集確定表面異常的發(fā)電異常類型；其中，表面異常的發(fā)電異常類型包括裂痕異常、污垢異常以及腐蝕異常。

14、本實施例提供的一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)，通過光伏組件的實際發(fā)電量和動態(tài)額定發(fā)電量實現(xiàn)了對光伏組件的實際發(fā)電效率的準確獲取，并且，通過實際發(fā)電效率與發(fā)電效率閾值進行比較，進而基于異常光伏組件的灰度圖像構(gòu)建紋理特征集，基于紋理特征集確定表面異常的發(fā)電異常類型，實現(xiàn)了對異常光伏組件的準確分類，以及對發(fā)電異常類型的準確判定。

15、在一種可選的實施方式中，第一確定單元，包括：

16、構(gòu)建子單元，用于獲取異常光伏組件的標準灰度圖像，基于光伏組件的基礎(chǔ)信息確定異常光伏組件的實際灰度圖像，并基于實際灰度圖像和標準灰度圖像構(gòu)建二值圖像，并基于二值圖像確定異常區(qū)域；

17、確定子單元，用于基于異常區(qū)域構(gòu)建灰度共生矩陣，并基于灰度共生矩陣確定異常區(qū)域的紋理特征集；

18、對比子單元，用于將異常區(qū)域的紋理特征集分別與裂痕異常對應(yīng)的紋理特征集、污垢異常對應(yīng)的紋理特征集和腐蝕異常對應(yīng)的紋理特征集進行對比，得到異常區(qū)域與裂痕異常的第一紋理特征相似度、異常區(qū)域與污垢異常的第二紋理特征相似度以及異常區(qū)域與腐蝕異常的第三紋理特征相似度；

19、第一比較子單元，用于分別將第一紋理特征相似度、第二紋理特征相似度和第三紋理特征相似度與預(yù)設(shè)相似度閾值進行比較，基于比較結(jié)果確定表面異常的發(fā)電異常類型。

20、本實施例提供的一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)，利用異常區(qū)域圖像中灰度的空間相關(guān)特性構(gòu)建灰度共生矩陣，并利用灰度共生矩陣描述紋理特征，進而確定紋理特征集，實現(xiàn)了對紋理特征的準確提取，并且通過將異常區(qū)域的紋理特征集分別與裂痕異常對應(yīng)的紋理特征集、污垢異常對應(yīng)的紋理特征集和腐蝕異常對應(yīng)的紋理特征集進行對比，實現(xiàn)了對表面異常的發(fā)電異常類型的精確判定。

21、在一種可選的實施方式中，發(fā)電異常處理模塊，具體用于若發(fā)電異常類型為表面異常時，則基于表面異常的發(fā)電異常類型確定異常區(qū)域面積，基于異常區(qū)域面積計算表面異常的異常發(fā)電指數(shù)。

22、在一種可選的實施方式中，發(fā)電量處理模塊，包括：

23、第二計算單元，用于基于光伏組件的環(huán)境信息確定異常光伏組件的平均光照強度和光照時長，并基于異常光伏組件的平均光照強度和光照時長，以及表面異常的異常發(fā)電指數(shù)計算表面異常損耗發(fā)電量；

24、第三計算單元，用于基于異常光伏組件的平均光照強度和光照時長確定異常光伏組件的動態(tài)額定發(fā)電量，基于光伏組件的基礎(chǔ)信息確定異常光伏組件的實際發(fā)電量，并基于異常光伏組件的動態(tài)額定發(fā)電量和異常光伏組件的實際發(fā)電量計算當前異常損耗發(fā)電量；

25、第二比較子單元，用于基于表面異常損耗發(fā)電量和當前異常損耗發(fā)電量確定內(nèi)部異常損耗發(fā)電量，并將內(nèi)部異常損耗發(fā)電量與異常損耗發(fā)電量閾值進行比較，若內(nèi)部異常損耗發(fā)電量大于異常損耗發(fā)電量閾值，則將表面異常損耗發(fā)電量和內(nèi)部異常損耗發(fā)電量發(fā)送給發(fā)電效率可視化模塊。

26、本實施例提供的一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)，基于異常光伏組件的動態(tài)額定發(fā)電量和異常光伏組件的實際發(fā)電量計算當前異常損耗發(fā)電量，進而基于表面異常損耗發(fā)電量和當前異常損耗發(fā)電量確定內(nèi)部異常損耗發(fā)電量，實現(xiàn)了對內(nèi)部異常損耗發(fā)電量的準確計算，通過將內(nèi)部異常損耗發(fā)電量與異常損耗發(fā)電量閾值，實現(xiàn)了對光伏組件內(nèi)部異常的準確判斷。

27、在一種可選的實施方式中，發(fā)電效率可視化模塊，包括：

28、構(gòu)建單元，用于基于表面異常損耗發(fā)電量和內(nèi)部異常損耗發(fā)電量分別確定表面異常損耗系數(shù)和內(nèi)部異常損耗系數(shù)，并基于實際發(fā)電效率、表面異常損耗系數(shù)和內(nèi)部異常損耗系數(shù)構(gòu)建光伏發(fā)電效率可視化圖；

29、第二比較單元，用于將表面異常損耗系數(shù)和表面異常損耗區(qū)間進行比較，確定表面異常損耗系數(shù)的嚴重性等級，并將內(nèi)部異常損耗系數(shù)與內(nèi)部異常損耗區(qū)間進行比較，確定內(nèi)部異常損耗系數(shù)的嚴重性等級；

30、第二確定單元，用于基于表面異常損耗系數(shù)的嚴重性等級和內(nèi)部異常損耗系數(shù)的嚴重性等級確定光伏組件的綜合嚴重性等級，并基于光伏組件的綜合嚴重性等級確定光伏組件的維修優(yōu)先級；

31、顯示單元，用于將光伏發(fā)電效率可視化圖和光伏組件的維修優(yōu)先級進行可視化顯示。

32、本實施例提供的一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測系統(tǒng)，通過實際發(fā)電效率、表面異常損耗系數(shù)和內(nèi)部異常損耗系數(shù)構(gòu)建光伏發(fā)電效率可視化圖，并通過在光伏發(fā)電效率可視化圖添加光伏組件的維修優(yōu)先級，維護人員根據(jù)發(fā)電效率可視化圖中的異常光伏組件的維修優(yōu)先級對光伏組件進行維護，保證了光伏發(fā)電系統(tǒng)的及時維護與穩(wěn)定運行。

33、第二方面，本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電效率監(jiān)測方法，該方法包括：

34、通過光伏組件數(shù)據(jù)采集模塊采集光伏組件的基礎(chǔ)信息，并通過環(huán)境數(shù)據(jù)采集模塊采集光伏組件的環(huán)境信息；

35、發(fā)電異常分析模塊基于光伏組件的基礎(chǔ)信息和光伏組件的環(huán)境信息進行異常分類，得到異常光伏組件的發(fā)電異常類型；其中，發(fā)電異常類型包括表面異常和內(nèi)部異常；

36、若發(fā)電異常類型為表面異常時，則發(fā)電異常處理模塊基于異常光伏組件的發(fā)電異常類型確定表面異常的異常發(fā)電指數(shù)；

37、發(fā)電量處理模塊基于表面異常的異常發(fā)電指數(shù)確定表面異常損耗發(fā)電量，并基于表面異常損耗發(fā)電量確定內(nèi)部異常損耗發(fā)電量；

38、發(fā)電效率可視化模塊基于光伏組件的基礎(chǔ)信息、表面異常損耗發(fā)電量和內(nèi)部異常損耗發(fā)電量構(gòu)建光伏發(fā)電效率可視化圖，并將光伏發(fā)電效率可視化圖進行可視化顯示。

39、第三方面，本發(fā)明提供了一種計算機設(shè)備，包括：存儲器和處理器，存儲器和處理器之間互相通信連接，存儲器中存儲有計算機指令，處理器通過執(zhí)行計算機指令，從而執(zhí)行上述第二方面的光伏發(fā)電效率監(jiān)測方法。

40、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，該計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第二方面的光伏發(fā)電效率監(jiān)測方法。

41、第五方面，本發(fā)明提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機指令，計算機指令用于使計算機執(zhí)行上述第二方面的光伏發(fā)電效率監(jiān)測方法。