光伏电站发电组件故障监测系统研究

孙赫谦 张羽婷

摘要：针对传统电力设备运行状态不能实时在线监测的问题，为提高生产运行效率，本文通过搭建大数据平台，利用数据挖掘技术实时监测设备状态，并可实现预警功能，以及时发现并排除存在的安全隐患，从而提高发电厂整体设备可靠性，为发电设备的管理和生产运行提供保障。

关键词：新能源;光伏发电;故障监测

随着信息技术的迅速发展，电力行业也在逐步向智慧电厂推进。对电厂设备的运转参数进行实时监测是保证设备可靠性以及电厂机组稳定运行的关键，对企业生产效率和安全生产有着深远的影响。但是，传统的电力设备比较老旧，运行状态不能实时监测，需要生产运行和管理人员进行人工巡视，工作效率低、实时性和准确性较差，使企业生产运行效益受到影响。

近年来，数据挖掘技术不断应用于发电厂设备运行过程中。通过搭建大数据平台，利用数据采集、处理、分析等环节对设备状态进行实时监测，可以随着查看设备运行参数和状态，及时发现并排除存在的安全隐患，当设备运行过程中出现故障或有潜在发生故障可能性时，系统能够及时发出预警，以便管理人员及时排除，从而提高发电厂整体设备可靠性，保证电力设备正常运转。 基于此，本文设计了基于数据挖掘的光伏电站发电组件故障监测系统，以实时监测和预警为主要功能，对系统的整体架构、功能模块以及软件流程进行了具体的探讨。

1系统架构设计

系统主要包括数据采集层、存储层、应用层、服务层和展示层。各层在相关协议和算法的基础上进行数据传输，任务和作用各不相同，分工明确

1）采集层：采集层位于系统的最底层，主要负责采集各设备的运行数据，是系统的数据源头。

2）存储层：数据采集完成后，还不能直接应用，还需要对其进行处理和存储，为核心功能层提供数据支撑。

3）应用层：应用层主要用于搭建软件应用环境，对数据进行分析，逻辑运算等功能，负责底层技术支撑。应用层与硬件服务层紧密关联，使得各子系统服务能正常运行。

4）服务层：服务层是监测系统的关键环节，可实现查询、汇总、预警等功能服务，并能够将数据转换成可视化信息推送给各平台展示。

5）展示层：提供以PC终端、移动客户端等多种展示方式，将系统的最终分析结果、数据结论等发送给管理人员。

2 系统功能模块

采用SQL数据库語言编写电厂设备监测与预警系统，该系统以Win7作为操作平台。采用B/S结构，基于.NET 框架设计开发系统软件。可通过管理人员与计算机的交互功能，实现管理人员信息管理、实时参数数据查询、故障智能诊断与预警等功能，如图1所示。

主要模块的功能：

（1）数据采集：系统通过传感器对各单元进行数据采集，得到机组设备的运行参数，并经过数据处理、转换后发达到主站。

（2）数据显示

各设备的实时运行数据、额定数据、预警数据、以及各种性能指标、设备运行小时和启动次数、试验化验等各种数据信息，并在客户端展示。

（2）数据查询：管理人员可以通过客户端查询当前各设备的实时运转数据，也可以查询一段时间的历史数据。

（3）故障诊断与预警：根据监测各电力设备实时运行参数，并将数据与正常参数或者电厂历史数据进行比对，能够准确地对设备故障实现预警，当存在问题时，系统将发出预警信息，通知用户可能存在安全隐患。

3 系统软件设计

故障监测系统依靠软件实现，以某设备部件运行过程中的温度作为监测指标，系统实时采集与处理设备的温度，与该设备的温度阈值以及历史温度情况做比较，当温度值或温度变化速率超过设定的阈值时，系统应发出警告，为管理人员及时处理提供决策依据，此预警流程如图2所示。

结束语

电厂设备监测系统为机组运行状态监测及故障诊断提供了一种新的智能化运行平台，具有界面友好、实时性强、数据源可靠等特点，机组工作人员可通过该系统实时查看各设备的运行参数，及时发现和消除存在的安全隐患，在提高设备工作效率的同时，大大减少了工人的工作量和劳动强度，有助于提升电厂信息化管理能力。

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