电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法及系统与流程

1.本发明属于设备运维监测领域，具体涉及电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法及系统。

背景技术：

2.光伏电站包括集中式光伏电站和分布式光伏电站。集中式光伏电站光伏组串经直流汇流箱汇流后至集中式逆变器逆变升压后至场区变电站送出；分布式光伏电站光伏组串接至组串式逆变器逆变为三相交流电后至升压站或配电房送出。光伏电站运行环境复杂且位置分散，传统设备数字化水平低，信息采集不精准，智能化诊断能力不足；依靠人工巡检，误差大，耗时长，且往往故障已经发生，造成设备的损害，增加电站运营成本。
3.离散率是样本数据标准方差与平均值的比值，用于评估光伏组串的发电性能一致性情况，是光伏电站健康状态的重要指标。离散率越低，说明各支路电流曲线一致性越好，发电情况稳定。离散率越大，一致性越差，通常存在故障单元。
4.但离散率分析是基于样本数据偏离平均值的程度，若只依赖离散率一个指标来判断光伏电站或设备的健康状态，存在一定的误判风险；且光伏电站中光伏组串数量众多，对于区域型光伏电站运维平台而言，计算数据量将成倍增加，因而在对光伏组串进行离散率分析之前，增加一次筛选计算，从而降低系统运算压力，且更有针对性和目的性。

技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法及系统。通过引入修正系数，有效规避常规离散率分析存在误判的风险，显著降低系统运算量；采用递进式分析策略，逐层缩小潜在故障范围，有效排查到可能存在故障单元，精准指导运维管理工作。
6.本发明提供电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，该方法包括以下步骤：
7.步骤s1、采集电站逆变器运行数据，通过数据传输装置将所有运行数据传送至平台；
8.采集光伏电站逆变器运行数据，即对光伏电站所有逆变器设备进行运行数据采集；
9.步骤s2、设定统计时间参数；
10.光伏电站离散率分析的频次根据实际情况进行设定；
11.步骤s3、剔除离线设备；
12.离线设备需要从统计对象中剔除，避免影响计算结果准确性；
13.步骤s4、根据运行数据，计算第一修正系数值；
14.本步骤中第一修正系数为直接反映光伏电站运行状况的参数，具体为电站综合效率；
15.电站综合效率计算公式为：
[0016][0017]
其中，η表示电站综合效率，n表示光伏电站中逆变器数量，q
iout
表示第i个逆变器输出电量，q
i in
表示第i个逆变器输入电量；
[0018]
步骤s51、根据计算结果判断，若第一修正系数满足设定标准值，则进行电站级离散率分析；
[0019]
本步骤中第一修正系数标准值，即电站综合效率标准值根据实际情况确定；
[0020]
本步骤中电站级离散率分析是为了筛选出可能存在故障单元的逆变器，离散率分析的对象是逆变器有效利用小时数，其计算公式为：
[0021][0022]
其中，ti表示第i个逆变器的有效利用小时数，qi表示第i个逆变器发电量，p
ie
表示第i个逆变器的额定功率；
[0023]
离散率计算公式为：
[0024][0025]
其中，σ表示电站各逆变器有效利用小时数标准差，μ表示电站各逆变器有效利用小时数平均值；
[0026]
μ计算公式为：
[0027][0028]
其中，n表示电站逆变器数量，ti表示第i个逆变器有效利用小时数；
[0029]
σ计算公式为：
[0030][0031]
其中，n表示电站逆变器数量，ti表示第i个逆变器有效利用小时数，μ表示电站各逆变器有效利用小时数平均值；
[0032]
步骤s511，根据计算结果判断，若电站级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程；
[0033]
本步骤中“结束流程”，即离散率值在稳定或较好区间范围内时，不再对该光伏电站进行后续分析；
[0034]
步骤s512，若电站级离散率值在异常或严重区间范围，则计算第二修正系数；
[0035]
本步骤中，第二修正系数为直接反映逆变器运行状况的参数，具体为逆变器效率，其计算公式为：
[0036]
[0037]
其中，η
i nb
表示第i个逆变器的效率值，q
i out
表示第i个逆变器输出电量，q
i in
表示第i个逆变器输入电量；
[0038]
步骤s5121，根据计算结果判断，若第二修正系数满足设定标准值，则结束流程；
[0039]
本步骤中第二修正系数标准值，即逆变器效率标准值根据实际情况确定；
[0040]
本步骤中“结束流程”，即逆变器效率满足设定的标准值时，不再对该逆变器进行后续分析；
[0041]
步骤s5122，若第二修正系数不满足设定标准值，则进行设备级离散率分析；
[0042]
本步骤中，计算出的设备级离散率值若处于异常或严重区间范围，则系统自动发出告警，将该逆变器直流组串纳入检修计划，实现设备故障的精准定位和识别；
[0043]
步骤s51221，根据计算结果判断，若设备级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程；
[0044]
步骤s51222，若设备级离散率值在异常或严重区间范围，则提出预警，将设备纳入检修计划；
[0045]
步骤s52，若第一修正系数不满足设定标准值，则计算第二修正系数；
[0046]
步骤s521，根据计算结果判断，若第二修正系数满足设定标准值，则结束流程；
[0047]
步骤s522，若第二修正系数不满足设定标准值，则进行设备级离散率分析；
[0048]
步骤s5221，根据计算结果判断，若设备级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程；
[0049]
步骤s5222，若设备级离散率值在异常或严重区间范围，则发出告警，将设备纳入检修计划。
[0050]
作为本发明基于修正系数的递进式离散率分析方法进一步改进，所述电站为光伏电站，所述光伏电站为分布式光伏电站或集中式光伏电站。
[0051]
作为本发明基于修正系数的递进式离散率分析方法进一步改进，所述步骤s1运行数据包括输入电量、输出电量、直流组串电流、直流组串电压和直流组串温度。
[0052]
作为本发明基于修正系数的递进式离散率分析方法进一步改进，所述步骤s1数据传输采用有线或者无线方式。
[0053]
作为本发明基于修正系数的递进式离散率分析方法进一步改进，所述步骤s51电站综合效率标准值的实际情况包括行业平均值和历史平均值。
[0054]
作为本发明基于修正系数的递进式离散率分析方法进一步改进，所述步骤s511中电站级离散率值区间范围分为4个等级，即稳定、良好、异常、严重，具体区间范围值根据实际情况确定，稳定0～5％、良好5％～10％、异常10％～20％、严重＞20％。
[0055]
作为本发明基于修正系数的递进式离散率分析方法进一步改进，所述步骤s5121逆变器效率标准值根据实际情况确定包括出厂值和历史平均值。
[0056]
本发明所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法的系统，包括采集模块100、通讯模块200、数据传输模块300和运算分析模块400：
[0057]
采集模块100，用于逆变器运行数据采集。
[0058]
通讯模块200，用于逆变器与数据传输模块之间的通讯及数据传输。
[0059]
数据传输模块300，用于光伏电站与系统平台之间的数据传输。
[0060]
运算分析模块400，用于修正参数及离散率的计算、分析。
[0061]
作为本发明系统进一步改进，根据运算分析模块部署的方式不同，分为算法前置型和平台部署型；
[0062]
所述算法前置型即将运算分析模块部署在光伏电站侧，可以与数据传输模块融合，在站端完成离散率的计算、分析，同时将结果回传至系统平台；
[0063]
所述平台部署型即将运算分析模块部署在平台测，所有电站运行数据传送至平台后进行离散率计算、分析。
[0064]
与现有技术相比，本发明所带来的有益的技术效果表现在：
[0065]
本发明基于uwb反射路径对接收信号波形的影响，通过本方法的应用，可以对光伏电站等层级式设备拓扑结构应用场景进行全覆盖、自动化、大运算量的离散率统计分析，极大降低人工劳动力，提高潜在故障查准确率，保障设备长久可靠运行，提升运维工作整体质效。
[0066]
1、本方法应用范围包括但不限于分布式光伏电站、集中式光伏电站等需要利用离散率分析的应用场景。
[0067]
2、相较于常规的直接式组串电流离散率分析，引入了修正系数，规避离散率分析可能存在的误判风险，同时降低了系统运算压力。
[0068]
3、采用递进式离散率分析逻辑，一方面从整体层面了解运行状态，另一方面逐层缩小潜在故障范围，降低运算量。
[0069]
4、根据运算分析模块部署方式不同，包括了分布式部署方式(算法前置型)和集中式部署方式(平台部署型)。
附图说明
[0070]
图1为实施例中基于参数修正的递进式离散率分析方法流程图；
[0071]
图2为实施例中光伏电站离散率分析系统模块示意图；
[0072]
图3为实施例中运算分析模块部署在电站侧模块示意图；
[0073]
图4为实施例中运算分析模块部署在平台侧模块示意图。
具体实施方式
[0074]
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
[0075]
实施例：分布式光伏电站其流程图如图1所示；
[0076]
步骤s1，采集光伏电站逆变器运行数据，通过数据传输装置将所有运行数据传送至平台。
[0077]
在分布式光伏电站中，通常包括组串式逆变器以及多个光伏组串。每个光伏组串包括多个串联的光伏组件。多个光伏组串接入同一组串式逆变器。
[0078]
本步骤采集光伏电站逆变器运行数据，即对光伏电站所有逆变器设备进行运行数据采集。“运行数据”可以包括输入电量、输出电量、直流组串电流、直流组串电压、直流组串温度等。
[0079]
本步骤在采集光伏电站逆变器运行数据后，通过数据传输装置将所有运行数据传送至平台。数据传输可以采用有线或者无线方式，具体根据实际情况进行选择。
[0080]
步骤s2，设定统计时间参数。
[0081]
本步骤中设定统计时间参数，即进行光伏电站离散率分析的频次可以根据实际情况进行设定，例如可以设置10:00-17:30太阳能辐射较好的时间段进行分析。
[0082]
步骤s3，剔除离线设备。
[0083]
本步骤中离线设备需要从统计对象中剔除，避免影响计算结果准确性。
[0084]
步骤s4，根据运行数据，计算第一修正系数值。
[0085]
本步骤中第一修正系数为直接反映光伏电站运行状况的参数，具体可以为电站综合效率。
[0086]
电站综合效率计算公式可以为：
[0087][0088]
其中，η表示电站综合效率，n表示光伏电站中逆变器数量，q
i out
表示第i个逆变器输出电量，q
i in
表示第i个逆变器输入电量。
[0089]
步骤s51，根据计算结果判断，若第一修正系数满足设定标准值，则进行电站级离散率分析。
[0090]
本步骤中第一修正系数标准值，即电站综合效率标准值可以根据实际情况确定，例如行业平均值、历史平均值等。
[0091]
本步骤中电站级离散率分析是为了筛选出可能存在故障单元的逆变器，离散率分析的对象是逆变器有效利用小时数，其计算公式可以为：
[0092][0093]
其中，ti表示第i个逆变器的有效利用小时数，qi表示第i个逆变器发电量，p
i e
表示第i个逆变器的额定功率。
[0094]
离散率计算公式可以为：
[0095][0096]
其中，σ表示电站各逆变器有效利用小时数标准差，μ表示电站各逆变器有效利用小时数平均值。
[0097]
μ计算公式可以为：
[0098][0099]
其中，n表示电站逆变器数量，ti表示第i个逆变器有效利用小时数。
[0100]
σ计算公式可以为：
[0101][0102]
其中，n表示电站逆变器数量，ti表示第i个逆变器有效利用小时数，μ表示电站各逆变器有效利用小时数平均值。
[0103]
步骤s511，根据计算结果判断，若电站级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束
流程。
[0104]
本步骤中电站级离散率值区间范围可以分为4个等级，即稳定、良好、异常、严重，具体区间范围值可以根据实际情况确定，例如，稳定(0～5％)、良好(5％～10％)、异常(10％～20％)、严重(＞20％)。
[0105]
本步骤中“结束流程”，即离散率值在稳定或较好区间范围内时，不再对该光伏电站进行后续分析。
[0106]
步骤s512，若电站级离散率值在异常或严重区间范围，则计算第二修正系数。
[0107]
本步骤中，第二修正系数为直接反映逆变器运行状况的参数，具体可以为逆变器效率，其计算公式可以为：
[0108][0109]
其中，η
i nb
表示第i个逆变器的效率值，q
i out
表示第i个逆变器输出电量，q
i in
表示第i个逆变器输入电量。
[0110]
步骤s5121，根据计算结果判断，若第二修正系数满足设定标准值，则结束流程。
[0111]
本步骤中第二修正系数标准值，即逆变器效率标准值可以根据实际情况确定，例如出厂值、历史平均值等。
[0112]
本步骤中“结束流程”，即逆变器效率满足设定的标准值时，不再对该逆变器进行后续分析。
[0113]
步骤s5122，若第二修正系数不满足设定标准值，则进行设备级离散率分析。
[0114]
本步骤中设备级离散率分析是为了筛选出逆变器中可能存在故障的直流组串，离散率分析的对象是直流组串电流或电压或温度。
[0115]
离散率计算公式可以为：
[0116][0117]
其中，cv
string i
表示逆变器直流组串电流离散率，σj表示第j个直流组串电流的标准方差，μj表示第j个直流组串电流的平均值。
[0118]
μj计算公式可以为：
[0119][0120]
其中，μj表示第j个直流组串电流的平均值，m表示采集时点数量，ii表示第i个采集时点的电流值。
[0121]
σi计算公式可以为：
[0122][0123]
其中，σi表示第j个直流组串的标准方差，m表示采集时点数量，ii表示第i个采集时点的电流值，μj表示第j个直流组串电流的平均值。
[0124]
步骤s51221，根据计算结果判断，若设备级离散率值在稳定或较好区间范围，则结
束流程。
[0125]
本步骤中设备级离散率值区间范围可以分为4个等级，即稳定、良好、异常、严重，具体区间范围值可以根据实际情况确定，例如，稳定(0～5％)、良好(5％～10％)、异常(10％～20％)、严重(＞20％)。
[0126]
本步骤中“结束流程”，即离散率值在稳定或较好区间范围内时，排除该直流组串存在故障可能。
[0127]
步骤s51222，若设备级离散率值在异常或严重区间范围，则发出告警，将设备纳入检修计划。
[0128]
本步骤中，计算出的设备级离散率值若处于异常或严重区间范围，则系统自动发出告警，将该逆变器直流组串纳入检修计划，实现设备故障的精准定位和识别。
[0129]
步骤s52，若第一修正系数不满足设定标准值，则计算第二修正系数。
[0130]
步骤s521，根据计算结果判断，若第二修正系数满足设定标准值，则结束流程。
[0131]
步骤s522，若第二修正系数不满足设定标准值，则进行设备级离散率分析。
[0132]
步骤s5221，根据计算结果判断，若设备级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程。
[0133]
步骤s5222，若设备级离散率值在异常或严重区间范围，则发出告警，将设备纳入检修计划。
[0134]
此部分内容与上文逻辑一致，此处不再赘述。
[0135]
在本实施例中，区别于传统的故障检测方式，可以在故障出现之前，对存在故障隐患的逆变器及光伏组串进行分析预警和维护，从而防止因故障发生而损毁相关设备，进而降低了光伏电站运营成本，提高了电站设备稳定性和使用寿命。
[0136]
在本实施例中，提出一种光伏电站离散率分析系统，参考图2，包括采集模块100、通讯模块200、数据传输模块300、运算分析模块400。
[0137]
采集模块100，用于逆变器运行数据采集。
[0138]
通讯模块200，用于逆变器与数据传输模块之间的通讯及数据传输。
[0139]
数据传输模块300，用于光伏电站与系统平台之间的数据传输。
[0140]
运算分析模块400，用于修正参数及离散率的计算、分析。
[0141]
进一步地，根据运算分析模块部署的方式不同，分为算法前置型和平台部署型。
[0142]
参考图3，算法前置型即将运算分析模块部署在光伏电站侧，可以与数据传输模块融合，在站端完成离散率的计算、分析，同时将结果回传至系统平台。
[0143]
参考图4，平台部署型即将运算分析模块部署在平台测，所有电站运行数据传送至平台后进行离散率计算、分析。
[0144]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：

1.电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤s1、采集电站逆变器运行数据，通过数据传输装置将所有运行数据传送至平台；采集光伏电站逆变器运行数据，即对光伏电站所有逆变器设备进行运行数据采集；步骤s2、设定统计时间参数；光伏电站离散率分析的频次根据实际情况进行设定；步骤s3、剔除离线设备；离线设备需要从统计对象中剔除，避免影响计算结果准确性；步骤s4、根据运行数据，计算第一修正系数值；本步骤中第一修正系数为直接反映光伏电站运行状况的参数，具体为电站综合效率；电站综合效率计算公式为：其中，η表示电站综合效率，n表示光伏电站中逆变器数量，q
iout
表示第i个逆变器输出电量，q
iin
表示第i个逆变器输入电量；步骤s51、根据计算结果判断，若第一修正系数满足设定标准值，则进行电站级离散率分析；本步骤中第一修正系数标准值，即电站综合效率标准值根据实际情况确定；本步骤中电站级离散率分析是为了筛选出可能存在故障单元的逆变器，离散率分析的对象是逆变器有效利用小时数，其计算公式为：其中，t
i
表示第i个逆变器的有效利用小时数，q
i
表示第i个逆变器发电量，p
ie
表示第i个逆变器的额定功率；离散率计算公式为：其中，σ表示电站各逆变器有效利用小时数标准差，μ表示电站各逆变器有效利用小时数平均值；μ计算公式为：其中，n表示电站逆变器数量，t
i
表示第i个逆变器有效利用小时数；σ计算公式为：
其中，n表示电站逆变器数量，ti表示第i个逆变器有效利用小时数，μ表示电站各逆变器有效利用小时数平均值；步骤s511，根据计算结果判断，若电站级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程；本步骤中“结束流程”，即离散率值在稳定或较好区间范围内时，不再对该光伏电站进行后续分析；步骤s512，若电站级离散率值在异常或严重区间范围，则计算第二修正系数；本步骤中，第二修正系数为直接反映逆变器运行状况的参数，具体为逆变器效率，其计算公式为：其中，η
i nb
表示第i个逆变器的效率值，q
i out
表示第i个逆变器输出电量，q
i in
表示第i个逆变器输入电量；步骤s5121，根据计算结果判断，若第二修正系数满足设定标准值，则结束流程；本步骤中第二修正系数标准值，即逆变器效率标准值根据实际情况确定；本步骤中“结束流程”，即逆变器效率满足设定的标准值时，不再对该逆变器进行后续分析；步骤s5122，若第二修正系数不满足设定标准值，则进行设备级离散率分析；本步骤中，计算出的设备级离散率值若处于异常或严重区间范围，则系统自动发出告警，将该逆变器直流组串纳入检修计划，实现设备故障的精准定位和识别；步骤s51221，根据计算结果判断，若设备级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程；步骤s51222，若设备级离散率值在异常或严重区间范围，则提出预警，将设备纳入检修计划；步骤s52，若第一修正系数不满足设定标准值，则计算第二修正系数；步骤s521，根据计算结果判断，若第二修正系数满足设定标准值，则结束流程；步骤s522，若第二修正系数不满足设定标准值，则进行设备级离散率分析；步骤s5221，根据计算结果判断，若设备级离散率值在稳定或较好区间范围，则结束流程；步骤s5222，若设备级离散率值在异常或严重区间范围，则发出告警，将设备纳入检修计划。2.根据权利要求1所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，其特征在于，所述电站为光伏电站，所述光伏电站为分布式光伏电站或集中式光伏电站。3.根据权利要求1所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，其特征在于，所述步骤s1运行数据包括输入电量、输出电量、直流组串电流、直流组串电压和直流组串温度。4.根据权利要求1所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法及系统，其特征在于，所述步骤s1数据传输采用有线或者无线方式。5.根据权利要求1所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，其特征
在于，所述步骤s51电站综合效率标准值的实际情况包括行业平均值和历史平均值。6.根据权利要求1所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，其特征在于，所述步骤s511中电站级离散率值区间范围分为4个等级，即稳定、良好、异常、严重，具体区间范围值根据实际情况确定，稳定0～5％、良好5％～10％、异常10％～20％、严重＞20％。7.根据权利要求1所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法，其特征在于，所述步骤s5121逆变器效率标准值根据实际情况确定包括出厂值和历史平均值。8.权利要求1-7任意一项所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法的系统，包括采集模块(100)、通讯模块(200)、数据传输模块(300)和运算分析模块(400)，其特征在于，采集模块(100)，用于逆变器运行数据采集。通讯模块(200)，用于逆变器与数据传输模块之间的通讯及数据传输。数据传输模块(300)，用于光伏电站与系统平台之间的数据传输。运算分析模块(400)，用于修正参数及离散率的计算、分析。9.根据权利要求8所述的所述的电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法的系统，其特征在于，根据运算分析模块部署的方式不同，分为算法前置型和平台部署型；所述算法前置型即将运算分析模块部署在光伏电站侧，可以与数据传输模块融合，在站端完成离散率的计算、分析，同时将结果回传至系统平台；所述平台部署型即将运算分析模块部署在平台测，所有电站运行数据传送至平台后进行离散率计算、分析。

技术总结

电站配套用基于修正系数的递进式离散率分析方法及系统，步骤S1、采集光伏电站逆变器运行数据，通过数据传输装置将所有运行数据传送至平台；步骤S2、设定统计时间参数；步骤S3、剔除离线设备；步骤S4、根据运行数据，计算第一修正系数值；步骤S51、根据计算结果判断，若第一修正系数满足设定标准值，则进行电站级离散率分析；步骤S52，若第一修正系数不满足设定标准值，则计算第二修正系数。通过本方法的应用，可以对光伏电站等层级式设备拓扑结构应用场景进行全覆盖、自动化、大运算量的离散率统计分析，极大降低人工劳动力，提高潜在故障查准确率，保障设备长久可靠运行，提升运维工作整体质效。整体质效。整体质效。