大數據分析技術在光伏扶貧電站智能監控系統中的運用

陳秋立

(牡丹江大學,黑龍江 牡丹江 157000)

0 引言

光伏扶貧工程通過對貧困地區太陽能資源的合理使用,展開光伏發電項目建設,確保相關收益能夠用于扶貧工作,能夠帶動貧困地區的發展,確保農民能夠獲得持續且穩定的資產性收入,進而達到發展新能源以及扶貧的良好效果。 由于目前光伏扶貧工作站在實際使用過程中存在一定問題,智能監控系統應用并沒有達到理想狀態,所以大數據分析技術開始在監控系統中得到應用,并取得了良好的應用效果。

1 大數據分析技術

大數據分析技術能夠對巨大規模數據進行分析,具有真實性高、數據量大、速度快、類型多以及價值大等特點。 隨著大數據技術的不斷發展,相關數據挖掘以及數據倉儲等內容開始成為大數據商業價值利用的關注點,大數據分析技術也在此環境中應運而生。 大數據分析主要包括以下6 個方面。

1.1 可視化分析

用戶對數據的可視化分析屬于基礎性要求范疇,會通過對數據進行直觀展示的方式,方便用戶對數據以及相關結果進行應用。

1.2 數據挖掘算法

數據挖掘技術主要以設備方面的應用為主,通過分割以及孤立點分析等方式,對數據內部進行深層次挖掘,掌握相關有用信息。 算法應用需要進行大量數據處理,對數據處理速度有著較高要求。

1.3 預測性分析能力

為確保用戶能夠對數據進行更深層次的分析和了解,需要通過預測性分析的方式對數據挖掘以及可視化分析結果展開預測性判斷。

1.4 語義引擎

因為受到非結構化數據多樣性的影響,在數據分析的過程中,需要運用一系列工具對數據進行分析和解讀等各項處理,通過對語義引擎的應用,智能地從文檔中提取信息。

1.5 數據質量和數據管理

數據管理以及數據質量是有效的管理方式,會通過對工具以及標準化流程的應用,科學地展開數據處理工作,保證預先定義高質量數據的分析結果。

1.6 數據倉庫與數據存儲

數據倉庫是為了多角度、多思維地對數據特定模式進行分析和存儲,構建關系型數據庫。 商業智能系統設計需要做好數據倉庫構建工作,以智能系統為基礎,對業務系統數據進行整合處理,并通過智能系統進行數據加載以及抽取等各項操作,能夠按照主題內容進行數據訪問與查詢,展開數據挖掘以及數據分析等各項處理[1]。

2 光伏扶貧電站智能監控系統

2.1 光伏扶貧電站智能監控系統基本情況

通過對光伏扶貧電站問題的分析,電站問題主要集中在以下幾個方面:(1)電站一般建設在地理位置相對偏遠的地區,自然條件以及地理環境較為惡劣,無法實現人工監控管控模式;(2)光伏電站整體設備故障率相對較高,如果存在蓄電池保護不到位的問題,很容易使蓄電池的正常運行受到影響,會對整體電站運行造成不良干擾;(3)發電系統容易受到外界環境因素干擾,如溫度的影響會導致電池電壓出現波動,若溫度不斷升高則會出現輸出功率下降的問題。 另外,太陽光角度的影響也會致使輸出電業達到較大數值。 正是鑒于這些問題的影響,電站需要通過構建智能監控系統的方式,對電站進行實時監控與管理,以便掌握電站運行情況,及時對各項故障進行處理[2]。

光伏扶貧電站智能監控系統(以下簡稱“監控系統”)主要由光伏電站監控單位與監控中心組成,會通過對電池中電壓以及電流等各項數據的實時監測,以信號方式對數據進行傳輸,進而對電站運行的整體情況進行實時監控。 由于受到地方基礎設施建設發展的有效推動,各地區電力設施投入力度不斷增加,電力扶貧相關工作也取得了較大的進步,電網覆蓋率得到了明顯提升。 在此種環境中,光伏發電系統控制難度較大的問題也逐漸暴露,可能會出現因為控制不當而造成電網受到破壞的情況,所以需要通過對大數據分析技術的合理使用,做好光伏電運行情況的實時監控與管理,以便明確可能出現的問題與隱患,提前做好相應處理,妥善解決電力系統出現的問題,保證發電站運行的安全性與穩定性。

2.2 電站監控系統功能要求分析

監控系統需要具備故障檢測以及數據采集等各方面能力:(1)數據采集。 在數據采集過程中,監控系統需要能夠對蓄電池輸出電壓以及其他數據進行實時采集,幫助監控人員明確配電開關以及環境溫度等各項情況;(2)設備運行情況監測,監控系統需要在設備出現異常狀況時,及時通過遠程監控系統發出故障信號,方便維修人員進行后續故障處理與檢修,確保電站能夠正常運行;(3)監控系統需要根據蓄電池工作特征,對充電方式進行選擇,保證電池使用時間能夠得到切實延長,確保電池終止電壓過程中能夠立刻切斷電源,對蓄電池進行有效保護;(4)監控系統需要具備數據存儲功能,對電站運行實時數據進行存儲,通過構建數據庫的方式,方便對數據信息進行查閱以及使用,保證在發現故障問題時,能夠通過遠程傳輸,及時將數據信息傳輸給相關人員,幫助人員確定故障發生位置等各項情況,進而制定科學合理的故障診斷方案,保證故障處理質量;(5)監控系統需要具備良好的遠程監控功能,可以遠程對電站監控運行情況進行分析和管理[3]。

2.3 光伏監控系統硬件設計

光伏發電系統屬于聯系系統范疇,會在一個時間段內對系統狀態進行精準監控與預測,可以實現對光伏發電系統的日常管理與監控,保證光伏發電系統能夠順利運行。 光伏發電系統通過對電力電子技術的科學運用,在電站周圍進行數據監測以及環境監控,利用傳感器以及通信接口等,高質量地完成相關數據收集任務。 光伏發電系統會利用數字溫度傳感器確定太陽光直射電流情況,利用風推動葉片的方式保證傳感器能夠產生相應電流,進而通過信號調節器將其轉變為電壓信號,利用對電壓信號進行檢測的方式獲得風速具體數值。 通信接口負責數據之間傳輸通信,利用主控系統芯片,將模擬信號轉換為數字信號,進而對環境數據情況進行監測,做好數據存儲以及分析等各項工作。

數據在電站運行系統中具有兩個功能:(1)能夠從海量數據中統計出有效信息,通過構建子集數據的方式,對綜合性數據進行分析和處理,完成相關任務;(2)對不同區域間的關系進行研究,展開設定區域數值預測操作,通過分析的方式明確數據的相關原則。 同時,電站工作人員會利用數據分析技術對存儲的數據進行分析處理,進而獲得相應的決策方案,能夠通過對系統故障數據的診斷,確定有效的故障處理方案,保證整體電站的運行質量。

3 大數據分析技術在光伏扶貧電站智能監控系統中的運用

3.1 數據采集單片機

單片機系統能夠采集光伏設備數據,并對數據進行整理分析,將數據發送到指定位置。 當完成數據分析之后,單片機系統會利用信息網絡將數據傳輸到數據中心,并利用數據中心以及單片機的數據傳輸感應功能,確定數據是否被數據中心接收,以便及時對沒有接收到的數據進行處理,保證數據收集的全面性以及完整性。 同時,單片機系統會利用數據存儲功能,在出現故障或者網絡通信不暢時,通過單片機自動保存數據,確保在網絡恢復之后,能夠自動發送數據[4]。

3.2 數據系統設計

數據服務中心是光伏監控系統的核心內容,是軟件系統關鍵組成,主要負責對網絡設備數據進行分析,按照客戶的具體要求,對系統的運行情況進行監控。當接收到相應數據之后,系統會對傳輸過來的數據進行自動存儲,按照事先的分類,將數據科學地存入數據庫,應用大數據技術,對數據展開合理分析,并在完成一系列處理之后,將數據傳輸到遠方監控中心,方便相關人員進行分析與管理。 監控及回空命令服務會對客戶端發送到數據服務系統的命令進行處理,通過服務器對客戶端發送的在線請求進行評估,確定客戶端的在線具體情況,明確設備數據傳輸工作是否完成,進而利用服務器對監控客戶發出指令,從而對光伏設備進行有效控制,確保設備能夠始終處于正常運行狀態,不會受到其他不良因素干擾。 同時,設計人員需要對查詢服務端進行統計,對客戶端數據庫查詢方面的請求進行分析和研究,按照研究結果,對整體服務項目進行評估,確定電站的整體運行情況,及時對不合理之處做出調整,保證電站的穩定運行,進而為民眾帶來更加優質的供電服務。 設計人員需要從不同角度對數據內容進行分析,利用大數據分析的技術優勢,對數據分類以及變化等各項內容進行研究,科學地展開分析工作,以便為后續各項決策工作提供支持,保證電站運行狀態能夠達到最佳。

3.3 數據診斷分析與監控中心

監控中心主要負責對設備數據進行分析和觀察,會通過為客戶提供設備使用情況畫面以及數據質量的方式,為各項工作的開展提供可靠助力。 監控中心主要具備監控數據展示、故障報警等功能,用戶可以按照自身需求進行地理環境信息采集以及用戶管理權限設置等各項操作。 系統需要通過數據存儲以及實時更新的方式,保證數據庫內數據的更新質量以及時效性,確保能夠通過對系統運行故障進行分析和改善的方式,保證系統的運行能夠達到理想狀態,為相關改進工作提供數據依據,保證系統運行維護的效果。 大數據自身具有數據多樣性以及數據量龐大等特點,采用人工處理方式,對海量數據進行分析,不僅存在工作壓力過大問題,而且也可能會由于人為方面的失誤,導致數據分析結果不理想,無法達到預期精準度,因此需要通過構建完善數據庫的方式,為決策者提供相應的數據支持,確保決策者的分析工作能夠高質量的開展。 工作人員需要通過對分析技術的合理使用,有效解決監控系統的建設問題,保證大數據分析技術能夠在數據分析中發揮更大的作用,可以更好地為相關決策制定提供保障,實現對流程數據分析結果的充分應用,確保監控應用系統的設計效果以及設計質量,利用計算機手段進行相應的決策[5]。

3.4 大數據分析技術的應用價值

該項技術的應用能夠為智能監控系統優化與完善提供可靠支持,可以在有效降低監控成本的同時,保證電站運行所存在的各種隱患能夠得到及時處理。 工作人員可以通過對電站日常運行進行監控的方式獲取相應的數據信息,利用大數據分析技術對海量數據展開研究,明確電池安裝溫度以及環境溫度等各項影響因素的具體情況,通過構建分析模型的方式,確定光伏電站整體運行是否與正常標準值相符,是否存在超過正常值的狀況,進而制定科學的策略,為相關故障處理工作提供精準依據。 系統會通過對故障信息進行實時報警的方式,提醒相關人員及時對故障進行檢查和排除。大數據分析技術為智能監控系統的高質量運行提供可靠助力,保證監控系統的監控管理效果,總體應用價值較高[6]。

4 結語

光伏扶貧工程對于我國新能源發展以及貧困地區脫貧工作而言,有著極為重要的作用和價值,所以需要進一步加大對光伏扶貧工程的關注力度。 開發人員需要通過對大數據分析技術的詳細分析,明確技術的應用優勢以及具體應用方法,根據扶貧電站智能監控系統的具體情況,將技術科學應用到監控系統之中,確保能夠通過對數據分析結構的靈活性以及準確性優勢加以合理使用,達到實時、妥善解決電站故障的效果,保證電站運行穩定性以及安全性,確保大數據分析信息技術優勢能夠得到充分發揮。