光伏電站發電組件故障監測系統研究

孫赫謙 張羽婷

摘要：針對傳統電力設備運行狀態不能實時在線監測的問題，為提高生產運行效率，本文通過搭建大數據平臺，利用數據挖掘技術實時監測設備狀態，并可實現預警功能，以及時發現并排除存在的安全隱患，從而提高發電廠整體設備可靠性，為發電設備的管理和生產運行提供保障。

關鍵詞：新能源;光伏發電;故障監測

隨著信息技術的迅速發展，電力行業也在逐步向智慧電廠推進。對電廠設備的運轉參數進行實時監測是保證設備可靠性以及電廠機組穩定運行的關鍵，對企業生產效率和安全生產有著深遠的影響。但是，傳統的電力設備比較老舊，運行狀態不能實時監測，需要生產運行和管理人員進行人工巡視，工作效率低、實時性和準確性較差，使企業生產運行效益受到影響。

近年來，數據挖掘技術不斷應用于發電廠設備運行過程中。通過搭建大數據平臺，利用數據采集、處理、分析等環節對設備狀態進行實時監測，可以隨著查看設備運行參數和狀態，及時發現并排除存在的安全隱患，當設備運行過程中出現故障或有潛在發生故障可能性時，系統能夠及時發出預警，以便管理人員及時排除，從而提高發電廠整體設備可靠性，保證電力設備正常運轉。 基于此，本文設計了基于數據挖掘的光伏電站發電組件故障監測系統，以實時監測和預警為主要功能，對系統的整體架構、功能模塊以及軟件流程進行了具體的探討。

1系統架構設計

系統主要包括數據采集層、存儲層、應用層、服務層和展示層。各層在相關協議和算法的基礎上進行數據傳輸，任務和作用各不相同，分工明確

1）采集層：采集層位于系統的最底層，主要負責采集各設備的運行數據，是系統的數據源頭。

2）存儲層：數據采集完成后，還不能直接應用，還需要對其進行處理和存儲，為核心功能層提供數據支撐。

3）應用層：應用層主要用于搭建軟件應用環境，對數據進行分析，邏輯運算等功能，負責底層技術支撐。應用層與硬件服務層緊密關聯，使得各子系統服務能正常運行。

4）服務層：服務層是監測系統的關鍵環節，可實現查詢、匯總、預警等功能服務，并能夠將數據轉換成可視化信息推送給各平臺展示。

5）展示層：提供以PC終端、移動客戶端等多種展示方式，將系統的最終分析結果、數據結論等發送給管理人員。

2 系統功能模塊

采用SQL數據庫語言編寫電廠設備監測與預警系統，該系統以Win7作為操作平臺。采用B/S結構，基于.NET 框架設計開發系統軟件?？赏ㄟ^管理人員與計算機的交互功能，實現管理人員信息管理、實時參數數據查詢、故障智能診斷與預警等功能，如圖1所示。

主要模塊的功能：

（1）數據采集：系統通過傳感器對各單元進行數據采集，得到機組設備的運行參數，并經過數據處理、轉換后發達到主站。

（2）數據顯示

各設備的實時運行數據、額定數據、預警數據、以及各種性能指標、設備運行小時和啟動次數、試驗化驗等各種數據信息，并在客戶端展示。

（2）數據查詢：管理人員可以通過客戶端查詢當前各設備的實時運轉數據，也可以查詢一段時間的歷史數據。

（3）故障診斷與預警：根據監測各電力設備實時運行參數，并將數據與正常參數或者電廠歷史數據進行比對，能夠準確地對設備故障實現預警，當存在問題時，系統將發出預警信息，通知用戶可能存在安全隱患。

3 系統軟件設計

故障監測系統依靠軟件實現，以某設備部件運行過程中的溫度作為監測指標，系統實時采集與處理設備的溫度，與該設備的溫度閾值以及歷史溫度情況做比較，當溫度值或溫度變化速率超過設定的閾值時，系統應發出警告，為管理人員及時處理提供決策依據，此預警流程如圖2所示。

結束語

電廠設備監測系統為機組運行狀態監測及故障診斷提供了一種新的智能化運行平臺，具有界面友好、實時性強、數據源可靠等特點，機組工作人員可通過該系統實時查看各設備的運行參數，及時發現和消除存在的安全隱患，在提高設備工作效率的同時，大大減少了工人的工作量和勞動強度，有助于提升電廠信息化管理能力。

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