本發(fā)明涉及光伏發(fā)電效率自適應(yīng)調(diào)節(jié)。本發(fā)明涉及一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著光伏等新能源的發(fā)展，光伏電站的智能監(jiān)測越來越受到關(guān)注。基于擾動(dòng)觀測法等，對(duì)光伏電站進(jìn)行監(jiān)測可提高光伏發(fā)電效率。

2、光伏電站具有較高的復(fù)雜性：現(xiàn)代光伏電站通常由大量的光伏模塊、逆變器和監(jiān)測設(shè)備組成。較大規(guī)模的光伏電站使得對(duì)發(fā)電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和管理變得更加復(fù)雜。可能存在數(shù)據(jù)處理延遲問題：傳統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)通常將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器進(jìn)行處理，這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲和實(shí)時(shí)監(jiān)測的效果較差等。

3、基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)的意義在于：相較于中心服務(wù)器，使用靠近數(shù)據(jù)源的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)設(shè)備處理數(shù)據(jù)能夠降低數(shù)據(jù)傳輸延遲；通過在邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)設(shè)備上處理數(shù)據(jù)，可以降低對(duì)中心服務(wù)器的依賴程度，提高監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性；實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)能夠更快地檢測和定位系統(tǒng)故障，提升對(duì)監(jiān)測系統(tǒng)的維護(hù)效率。

4、相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)如授權(quán)公告號(hào)為cn101635540b的專利文件公開了一種光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤裝置的跟蹤方法，其借助擾動(dòng)觀測法提高光伏發(fā)電效率。但是，由于傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀測法的擾動(dòng)步長是固定的，進(jìn)而可能導(dǎo)致使用傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀測法計(jì)算的調(diào)整完成后的輸出電壓與最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出電壓的差異較大，即調(diào)整完成后的輸出電壓的準(zhǔn)確性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述使用傳統(tǒng)的擾動(dòng)觀測法計(jì)算的調(diào)整完成后的輸出電壓與最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出電壓的差異較大的技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)。

2、在本發(fā)明提供了一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，包括邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括：處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)以下方法步驟：

3、獲取光伏板的溫度數(shù)據(jù)；

4、對(duì)各個(gè)光伏板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，以對(duì)所有光伏板進(jìn)行分類；對(duì)于一類光伏板，計(jì)算其中每個(gè)光伏板的發(fā)電效率，找發(fā)電效率最小的若干個(gè)第一光伏板，調(diào)整所述第一光伏板的發(fā)電效率；其中，響應(yīng)于所述第一光伏板的數(shù)量大于設(shè)定數(shù)量閾值，則：對(duì)于一個(gè)第一光伏板，就改進(jìn)的擾動(dòng)觀測法，確定初始步長和第二次步長；

5、

6、根據(jù)上述公式確定后續(xù)步長，其中，、分別為第、次步長，為自然常數(shù)，為衰減因子，、分別為第、次功率增加量，每次迭代確定輸出功率，響應(yīng)于輸出功率不再增加，停止調(diào)整，確定該次迭代對(duì)應(yīng)的發(fā)電效率；

7、若存在至少一個(gè)調(diào)整后的第一光伏板的發(fā)電效率與其所在類的光伏板的發(fā)電效率最大值的差異大于等于設(shè)定報(bào)警閾值，則發(fā)出檢修報(bào)警。

8、越大，說明第一光伏板的當(dāng)前步長對(duì)應(yīng)的輸出電壓越接近最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出電壓的可能性越大，下一次迭代的步長應(yīng)當(dāng)越小，以使得調(diào)整完成后的輸出電壓與最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出電壓的差異越小，即提高調(diào)整精度。

9、可選的，所述第一光伏板的發(fā)電效率與所述一類光伏板的發(fā)電效率最大值的差異大于設(shè)定差異閾值。

10、對(duì)第一光伏板進(jìn)行限定，與該發(fā)電效率最大值的差異較小的光伏板可不調(diào)整發(fā)電效率，以減少運(yùn)算量。

11、可選的，所述初始步長的計(jì)算公式為：

12、

13、式中，為所述初始步長，為所述一類光伏板的發(fā)電效率最大值，為所述一個(gè)第一光伏板的發(fā)電效率，u為所述一個(gè)第一光伏板的當(dāng)前輸出電壓，為所述一類光伏板中發(fā)電效率最大的光伏板的當(dāng)前輸出電壓，為所述一類光伏板中發(fā)電效率最小的光伏板的當(dāng)前輸出電壓，y為設(shè)定劃分閾值。

14、越大，初始步長越應(yīng)當(dāng)大，以提高調(diào)整發(fā)電效率的速度。

15、的作用在于自適應(yīng)調(diào)整初始步長的基準(zhǔn)值。的作用在于控制步長的符號(hào)，即控制電壓調(diào)整方向。

16、可選的，所述第二次步長與所述初始步長相同。

17、目的在于，以盡量加快調(diào)整速度。第二次步長也可自行設(shè)置。

18、可選的，各光伏板的發(fā)電效率的計(jì)算公式為：

19、

20、式中，為第s個(gè)類中第t個(gè)光伏板的發(fā)電效率，為所述第t個(gè)光伏板的面積，、和分別為所述第t個(gè)光伏板的當(dāng)前輸出電壓、當(dāng)前輸出電流和當(dāng)前太陽輻射強(qiáng)度。

21、通過各光伏板的當(dāng)前時(shí)刻的數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)電效率，以提高后續(xù)發(fā)電效率的調(diào)整準(zhǔn)確性，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。

22、可選的，對(duì)各個(gè)光伏板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，包括：

23、確定每個(gè)光伏板的溫度序列，對(duì)各個(gè)光伏板的溫度序列進(jìn)行聚類；

24、聚類算法中溫度序列之間距離的計(jì)算公式為：

25、

26、式中，為所有光伏板中第i個(gè)光伏板的溫度序列與所有光伏板中第j個(gè)光伏板的溫度序列的距離，為使用dtw算法計(jì)算溫度序列之間dtw距離的函數(shù)，為所述第i個(gè)光伏板的溫度序列，為所述第j個(gè)光伏板的溫度序列。

27、即使兩個(gè)溫度序列的長度不一致，也可使用dtw算法計(jì)算這兩個(gè)溫度序列的dtw距離。

28、可選的，對(duì)各個(gè)光伏板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，包括：

29、對(duì)各個(gè)光伏板的當(dāng)前溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類。

30、可選的，聚類算法為k均值聚類算法。

31、可選的，響應(yīng)于所述第一光伏板的數(shù)量不大于設(shè)定數(shù)量閾值，則：使用增量電導(dǎo)法對(duì)所述第一光伏板的發(fā)電效率進(jìn)行調(diào)整。

32、本發(fā)明的有益效果：

33、本發(fā)明通過比較同一類的光伏板的發(fā)電效率，對(duì)同一類中發(fā)電效率最低的光伏板的輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，以提高發(fā)電效率。具體的，根據(jù)待調(diào)整發(fā)電效率的光伏板的發(fā)電效率與同一類光伏板的發(fā)電效率最大值的差異、相鄰功率增加量的差異自適應(yīng)地調(diào)整步長。效果在于，加快調(diào)整速度，提高調(diào)整精度（即提高對(duì)發(fā)電效率較低光伏板的輸出電壓或發(fā)電效率進(jìn)行調(diào)整的精度，使得調(diào)整后的輸出電壓更接近最大功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的輸出電壓）。

34、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。

技術(shù)特征：

1.一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，包括邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括：處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，其特征在于，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)以下方法步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第一光伏板的發(fā)電效率與所述一類光伏板的發(fā)電效率最大值的差異大于設(shè)定差異閾值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述初始步長的計(jì)算公式為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述第二次步長與所述初始步長相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，各光伏板的發(fā)電效率的計(jì)算公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)各個(gè)光伏板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)各個(gè)光伏板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光伏發(fā)電效率自適應(yīng)調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于邊緣計(jì)算的光伏電站發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)所執(zhí)行方法包括：獲取光伏板的溫度數(shù)據(jù)；對(duì)其進(jìn)行聚類；對(duì)于一類光伏板，找發(fā)電效率最小的若干第一光伏板，響應(yīng)于第一光伏板的數(shù)量大于設(shè)定數(shù)量閾值，則對(duì)于一個(gè)第一光伏板，確定初始步長和第二次步長，初始步長的值與其發(fā)電效率和最大發(fā)電效率的差正相關(guān)，，，為第次步長，為自然常數(shù)，為衰減因子，為第次功率增加量，響應(yīng)于輸出功率不再增加，停止調(diào)整；若存在調(diào)整后的第一光伏板的發(fā)電效率與其所在類的發(fā)電效率最大值的差異大于等于設(shè)定報(bào)警閾值，則報(bào)警，提高了調(diào)整完成后的發(fā)電效率的準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：韓寧,林帆,信建飛,熊治軍,韓欣
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河南鼎苑建設(shè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6