大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在光伏扶貧電站智能監(jiān)控系統(tǒng)中的運用

陳秋立

(牡丹江大學(xué),黑龍江 牡丹江 157000)

0 引言

光伏扶貧工程通過對貧困地區(qū)太陽能資源的合理使用,展開光伏發(fā)電項目建設(shè),確保相關(guān)收益能夠用于扶貧工作,能夠帶動貧困地區(qū)的發(fā)展,確保農(nóng)民能夠獲得持續(xù)且穩(wěn)定的資產(chǎn)性收入,進而達到發(fā)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(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用并沒有達到理想狀態(tài),所以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)開始在監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用,并取得了良好的應(yīng)用效果。

1 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)

大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠?qū)薮笠?guī)模數(shù)據(jù)進行分析,具有真實性高、數(shù)據(jù)量大、速度快、類型多以及價值大等特點。 隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展,相關(guān)數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)倉儲等內(nèi)容開始成為大數(shù)據(jù)商業(yè)價值利用的關(guān)注點,大數(shù)據(jù)分析技術(shù)也在此環(huán)境中應(yīng)運而生。 大數(shù)據(jù)分析主要包括以下6 個方面。

1.1 可視化分析

用戶對數(shù)據(jù)的可視化分析屬于基礎(chǔ)性要求范疇,會通過對數(shù)據(jù)進行直觀展示的方式,方便用戶對數(shù)據(jù)以及相關(guān)結(jié)果進行應(yīng)用。

1.2 數(shù)據(jù)挖掘算法

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)主要以設(shè)備方面的應(yīng)用為主,通過分割以及孤立點分析等方式,對數(shù)據(jù)內(nèi)部進行深層次挖掘,掌握相關(guān)有用信息。 算法應(yīng)用需要進行大量數(shù)據(jù)處理,對數(shù)據(jù)處理速度有著較高要求。

1.3 預(yù)測性分析能力

為確保用戶能夠?qū)?shù)據(jù)進行更深層次的分析和了解,需要通過預(yù)測性分析的方式對數(shù)據(jù)挖掘以及可視化分析結(jié)果展開預(yù)測性判斷。

1.4 語義引擎

因為受到非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)多樣性的影響,在數(shù)據(jù)分析的過程中,需要運用一系列工具對數(shù)據(jù)進行分析和解讀等各項處理,通過對語義引擎的應(yīng)用,智能地從文檔中提取信息。

1.5 數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理以及數(shù)據(jù)質(zhì)量是有效的管理方式,會通過對工具以及標(biāo)準(zhǔn)化流程的應(yīng)用,科學(xué)地展開數(shù)據(jù)處理工作,保證預(yù)先定義高質(zhì)量數(shù)據(jù)的分析結(jié)果。

1.6 數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)存儲

數(shù)據(jù)倉庫是為了多角度、多思維地對數(shù)據(jù)特定模式進行分析和存儲,構(gòu)建關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。 商業(yè)智能系統(tǒng)設(shè)計需要做好數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建工作,以智能系統(tǒng)為基礎(chǔ),對業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行整合處理,并通過智能系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)加載以及抽取等各項操作,能夠按照主題內(nèi)容進行數(shù)據(jù)訪問與查詢,展開數(shù)據(jù)挖掘以及數(shù)據(jù)分析等各項處理[1]。

2 光伏扶貧電站智能監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 光伏扶貧電站智能監(jiān)控系統(tǒng)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(shè)在地理位置相對偏遠的地區(qū),自然條件以及地理環(huán)境較為惡劣,無法實現(xiàn)人工監(jiān)控管控模式;(2)光伏電站整體設(shè)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(fā)電系統(tǒng)容易受到外界環(huán)境因素干擾,如溫度的影響會導(dǎo)致電池電壓出現(xiàn)波動,若溫度不斷升高則會出現(xiàn)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(yè)達到較大數(shù)值。 正是鑒于這些問題的影響,電站需要通過構(gòu)建智能監(jiān)控系統(tǒng)的方式,對電站進行實時監(jiān)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(jiān)控系統(tǒng)(以下簡稱“監(jiān)控系統(tǒng)”)主要由光伏電站監(jiān)控單位與監(jiān)控中心組成,會通過對電池中電壓以及電流等各項數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測,以信號方式對數(shù)據(jù)進行傳輸,進而對電站運行的整體情況進行實時監(jiān)控。 由于受到地方基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展的有效推動,各地區(qū)電力設(shè)施投入力度不斷增加,電力扶貧相關(guān)工作也取得了較大的進步,電網(wǎng)覆蓋率得到了明顯提升。 在此種環(huán)境中,光伏發(fā)電系統(tǒng)控制難度較大的問題也逐漸暴露,可能會出現(xiàn)因為控制不當(dāng)而造成電網(wǎng)受到破壞的情況,所以需要通過對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的合理使用,做好光伏電運行情況的實時監(jiān)控與管理,以便明確可能出現(xiàn)的問題與隱患,提前做好相應(yīng)處理,妥善解決電力系統(tǒng)出現(xiàn)的問題,保證發(fā)電站運行的安全性與穩(wěn)定性。

2.2 電站監(jiān)控系統(tǒng)功能要求分析

監(jiān)控系統(tǒng)需要具備故障檢測以及數(shù)據(jù)采集等各方面能力:(1)數(shù)據(jù)采集。 在數(shù)據(jù)采集過程中,監(jiān)控系統(tǒng)需要能夠?qū)π铍姵剌敵鲭妷阂约捌渌麛?shù)據(jù)進行實時采集,幫助監(jiān)控人員明確配電開關(guān)以及環(huán)境溫度等各項情況;(2)設(shè)備運行情況監(jiān)測,監(jiān)控系統(tǒng)需要在設(shè)備出現(xiàn)異常狀況時,及時通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出故障信號,方便維修人員進行后續(xù)故障處理與檢修,確保電站能夠正常運行;(3)監(jiān)控系統(tǒng)需要根據(jù)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(jiān)控系統(tǒng)需要具備數(shù)據(jù)存儲功能,對電站運行實時數(shù)據(jù)進行存儲,通過構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的方式,方便對數(shù)據(jù)信息進行查閱以及使用,保證在發(fā)現(xiàn)故障問題時,能夠通過遠程傳輸,及時將數(shù)據(jù)信息傳輸給相關(guān)人員,幫助人員確定故障發(fā)生位置等各項情況,進而制定科學(xué)合理的故障診斷方案,保證故障處理質(zhì)量;(5)監(jiān)控系統(tǒng)需要具備良好的遠程監(jiān)控功能,可以遠程對電站監(jiān)控運行情況進行分析和管理[3]。

2.3 光伏監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

光伏發(fā)電系統(tǒng)屬于聯(lián)系系統(tǒng)范疇,會在一個時間段內(nèi)對系統(tǒng)狀態(tài)進行精準(zhǔn)監(jiān)控與預(yù)測,可以實現(xiàn)對光伏發(fā)電系統(tǒng)的日常管理與監(jiān)控,保證光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠順利運行。 光伏發(fā)電系統(tǒng)通過對電力電子技術(shù)的科學(xué)運用,在電站周圍進行數(shù)據(jù)監(jiān)測以及環(huán)境監(jiān)控,利用傳感器以及通信接口等,高質(zhì)量地完成相關(guān)數(shù)據(jù)收集任務(wù)。 光伏發(fā)電系統(tǒng)會利用數(shù)字溫度傳感器確定太陽光直射電流情況,利用風(fēng)推動葉片的方式保證傳感器能夠產(chǎn)生相應(yīng)電流,進而通過信號調(diào)節(jié)器將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?利用對電壓信號進行檢測的方式獲得風(fēng)速具體數(shù)值。 通信接口負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)之間傳輸通信,利用主控系統(tǒng)芯片,將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,進而對環(huán)境數(shù)據(jù)情況進行監(jiān)測,做好數(shù)據(jù)存儲以及分析等各項工作。

數(shù)據(jù)在電站運行系統(tǒng)中具有兩個功能:(1)能夠從海量數(shù)據(jù)中統(tǒng)計出有效信息,通過構(gòu)建子集數(shù)據(jù)的方式,對綜合性數(shù)據(jù)進行分析和處理,完成相關(guān)任務(wù);(2)對不同區(qū)域間的關(guān)系進行研究,展開設(shè)定區(qū)域數(shù)值預(yù)測操作,通過分析的方式明確數(shù)據(jù)的相關(guān)原則。 同時,電站工作人員會利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對存儲的數(shù)據(jù)進行分析處理,進而獲得相應(yīng)的決策方案,能夠通過對系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)的診斷,確定有效的故障處理方案,保證整體電站的運行質(zhì)量。

3 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在光伏扶貧電站智能監(jiān)控系統(tǒng)中的運用

3.1 數(shù)據(jù)采集單片機

單片機系統(tǒng)能夠采集光伏設(shè)備數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行整理分析,將數(shù)據(jù)發(fā)送到指定位置。 當(dāng)完成數(shù)據(jù)分析之后,單片機系統(tǒng)會利用信息網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,并利用數(shù)據(jù)中心以及單片機的數(shù)據(jù)傳輸感應(yīng)功能,確定數(shù)據(jù)是否被數(shù)據(jù)中心接收,以便及時對沒有接收到的數(shù)據(jù)進行處理,保證數(shù)據(jù)收集的全面性以及完整性。 同時,單片機系統(tǒng)會利用數(shù)據(jù)存儲功能,在出現(xiàn)故障或者網(wǎng)絡(luò)通信不暢時,通過單片機自動保存數(shù)據(jù),確保在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)之后,能夠自動發(fā)送數(shù)據(jù)[4]。

3.2 數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計

數(shù)據(jù)服務(wù)中心是光伏監(jiān)控系統(tǒng)的核心內(nèi)容,是軟件系統(tǒng)關(guān)鍵組成,主要負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)進行分析,按照客戶的具體要求,對系統(tǒng)的運行情況進行監(jiān)控。當(dāng)接收到相應(yīng)數(shù)據(jù)之后,系統(tǒng)會對傳輸過來的數(shù)據(jù)進行自動存儲,按照事先的分類,將數(shù)據(jù)科學(xué)地存入數(shù)據(jù)庫,應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù),對數(shù)據(jù)展開合理分析,并在完成一系列處理之后,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h方監(jiān)控中心,方便相關(guān)人員進行分析與管理。 監(jiān)控及回空命令服務(wù)會對客戶端發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)的命令進行處理,通過服務(wù)器對客戶端發(fā)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(shè)備數(shù)據(jù)傳輸工作是否完成,進而利用服務(wù)器對監(jiān)控客戶發(fā)出指令,從而對光伏設(shè)備進行有效控制,確保設(shè)備能夠始終處于正常運行狀態(tài),不會受到其他不良因素干擾。 同時,設(shè)計人員需要對查詢服務(wù)端進行統(tǒng)計,對客戶端數(shù)據(jù)庫查詢方面的請求進行分析和研究,按照研究結(jié)果,對整體服務(wù)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(diào)整,保證電站的穩(wěn)定運行,進而為民眾帶來更加優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。 設(shè)計人員需要從不同角度對數(shù)據(jù)內(nèi)容進行分析,利用大數(shù)據(jù)分析的技術(shù)優(yōu)勢,對數(shù)據(jù)分類以及變化等各項內(nèi)容進行研究,科學(xué)地展開分析工作,以便為后續(xù)各項決策工作提供支持,保證電站運行狀態(tài)能夠達到最佳。

3.3 數(shù)據(jù)診斷分析與監(jiān)控中心

監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)對設(shè)備數(shù)據(jù)進行分析和觀察,會通過為客戶提供設(shè)備使用情況畫面以及數(shù)據(jù)質(zhì)量的方式,為各項工作的開展提供可靠助力。 監(jiān)控中心主要具備監(jiān)控數(shù)據(jù)展示、故障報警等功能,用戶可以按照自身需求進行地理環(huán)境信息采集以及用戶管理權(quán)限設(shè)置等各項操作。 系統(tǒng)需要通過數(shù)據(jù)存儲以及實時更新的方式,保證數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的更新質(zhì)量以及時效性,確保能夠通過對系統(tǒng)運行故障進行分析和改善的方式,保證系統(tǒng)的運行能夠達到理想狀態(tài),為相關(guān)改進工作提供數(shù)據(jù)依據(jù),保證系統(tǒng)運行維護的效果。 大數(shù)據(jù)自身具有數(shù)據(jù)多樣性以及數(shù)據(jù)量龐大等特點,采用人工處理方式,對海量數(shù)據(jù)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(dǎo)致數(shù)據(jù)分析結(jié)果不理想,無法達到預(yù)期精準(zhǔn)度,因此需要通過構(gòu)建完善數(shù)據(jù)庫的方式,為決策者提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持,確保決策者的分析工作能夠高質(zhì)量的開展。 工作人員需要通過對分析技術(shù)的合理使用,有效解決監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)問題,保證大數(shù)據(jù)分析技術(shù)能夠在數(shù)據(jù)分析中發(fā)揮更大的作用,可以更好地為相關(guān)決策制定提供保障,實現(xiàn)對流程數(shù)據(jù)分析結(jié)果的充分應(yīng)用,確保監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計效果以及設(shè)計質(zhì)量,利用計算機手段進行相應(yīng)的決策[5]。

3.4 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的應(yīng)用價值

該項技術(shù)的應(yīng)用能夠為智能監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化與完善提供可靠支持,可以在有效降低監(jiān)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(jiān)控的方式獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息,利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對海量數(shù)據(jù)展開研究,明確電池安裝溫度以及環(huán)境溫度等各項影響因素的具體情況,通過構(gòu)建分析模型的方式,確定光伏電站整體運行是否與正常標(biāo)準(zhǔn)值相符,是否存在超過正常值的狀況,進而制定科學(xué)的策略,為相關(guān)故障處理工作提供精準(zhǔn)依據(jù)。 系統(tǒng)會通過對故障信息進行實時報警的方式,提醒相關(guān)人員及時對故障進行檢查和排除。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為智能監(jiān)控系統(tǒng)的高質(zhì)量運行提供可靠助力,保證監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控管理效果,總體應(yīng)用價值較高[6]。

4 結(jié)語

光伏扶貧工程對于我國新能源發(fā)展以及貧困地區(qū)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(guān)注力度。 開發(fā)人員需要通過對大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的詳細(xì)分析,明確技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢以及具體應(yīng)用方法,根據(jù)扶貧電站智能監(jiān)控系統(tǒng)的具體情況,將技術(shù)科學(xué)應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)之中,確保能夠通過對數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)的靈活性以及準(zhǔn)確性優(yōu)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(wěn)定性以及安全性,確保大數(shù)據(jù)分析信息技術(shù)優(yōu)勢能夠得到充分發(fā)揮。