大数据分析技术在光伏扶贫电站智能监控系统中的运用

陈秋立

(牡丹江大学,黑龙江 牡丹江 157000)

0 引言

光伏扶贫工程通过对贫困地区太阳能资源的合理使用,展开光伏发电项目建设,确保相关收益能够用于扶贫工作,能够带动贫困地区的发展,确保农民能够获得持续且稳定的资产性收入,进而达到发展新能源以及扶贫的良好效果。 由于目前光伏扶贫工作站在实际使用过程中存在一定问题,智能监控系统应用并没有达到理想状态,所以大数据分析技术开始在监控系统中得到应用,并取得了良好的应用效果。

1 大数据分析技术

大数据分析技术能够对巨大规模数据进行分析,具有真实性高、数据量大、速度快、类型多以及价值大等特点。 随着大数据技术的不断发展,相关数据挖掘以及数据仓储等内容开始成为大数据商业价值利用的关注点,大数据分析技术也在此环境中应运而生。 大数据分析主要包括以下6 个方面。

1.1 可视化分析

用户对数据的可视化分析属于基础性要求范畴,会通过对数据进行直观展示的方式,方便用户对数据以及相关结果进行应用。

1.2 数据挖掘算法

数据挖掘技术主要以设备方面的应用为主,通过分割以及孤立点分析等方式,对数据内部进行深层次挖掘,掌握相关有用信息。 算法应用需要进行大量数据处理,对数据处理速度有着较高要求。

1.3 预测性分析能力

为确保用户能够对数据进行更深层次的分析和了解,需要通过预测性分析的方式对数据挖掘以及可视化分析结果展开预测性判断。

1.4 语义引擎

因为受到非结构化数据多样性的影响,在数据分析的过程中,需要运用一系列工具对数据进行分析和解读等各项处理,通过对语义引擎的应用,智能地从文档中提取信息。

1.5 数据质量和数据管理

数据管理以及数据质量是有效的管理方式,会通过对工具以及标准化流程的应用,科学地展开数据处理工作,保证预先定义高质量数据的分析结果。

1.6 数据仓库与数据存储

数据仓库是为了多角度、多思维地对数据特定模式进行分析和存储,构建关系型数据库。 商业智能系统设计需要做好数据仓库构建工作,以智能系统为基础,对业务系统数据进行整合处理,并通过智能系统进行数据加载以及抽取等各项操作,能够按照主题内容进行数据访问与查询,展开数据挖掘以及数据分析等各项处理[1]。

2 光伏扶贫电站智能监控系统

2.1 光伏扶贫电站智能监控系统基本情况

通过对光伏扶贫电站问题的分析,电站问题主要集中在以下几个方面:(1)电站一般建设在地理位置相对偏远的地区,自然条件以及地理环境较为恶劣,无法实现人工监控管控模式;(2)光伏电站整体设备故障率相对较高,如果存在蓄电池保护不到位的问题,很容易使蓄电池的正常运行受到影响,会对整体电站运行造成不良干扰;(3)发电系统容易受到外界环境因素干扰,如温度的影响会导致电池电压出现波动,若温度不断升高则会出现输出功率下降的问题。 另外,太阳光角度的影响也会致使输出电业达到较大数值。 正是鉴于这些问题的影响,电站需要通过构建智能监控系统的方式,对电站进行实时监控与管理,以便掌握电站运行情况,及时对各项故障进行处理[2]。

光伏扶贫电站智能监控系统(以下简称“监控系统”)主要由光伏电站监控单位与监控中心组成,会通过对电池中电压以及电流等各项数据的实时监测,以信号方式对数据进行传输,进而对电站运行的整体情况进行实时监控。 由于受到地方基础设施建设发展的有效推动,各地区电力设施投入力度不断增加,电力扶贫相关工作也取得了较大的进步,电网覆盖率得到了明显提升。 在此种环境中,光伏发电系统控制难度较大的问题也逐渐暴露,可能会出现因为控制不当而造成电网受到破坏的情况,所以需要通过对大数据分析技术的合理使用,做好光伏电运行情况的实时监控与管理,以便明确可能出现的问题与隐患,提前做好相应处理,妥善解决电力系统出现的问题,保证发电站运行的安全性与稳定性。

2.2 电站监控系统功能要求分析

监控系统需要具备故障检测以及数据采集等各方面能力:(1)数据采集。 在数据采集过程中,监控系统需要能够对蓄电池输出电压以及其他数据进行实时采集,帮助监控人员明确配电开关以及环境温度等各项情况;(2)设备运行情况监测,监控系统需要在设备出现异常状况时,及时通过远程监控系统发出故障信号,方便维修人员进行后续故障处理与检修,确保电站能够正常运行;(3)监控系统需要根据蓄电池工作特征,对充电方式进行选择,保证电池使用时间能够得到切实延长,确保电池终止电压过程中能够立刻切断电源,对蓄电池进行有效保护;(4)监控系统需要具备数据存储功能,对电站运行实时数据进行存储,通过构建数据库的方式,方便对数据信息进行查阅以及使用,保证在发现故障问题时,能够通过远程传输,及时将数据信息传输给相关人员,帮助人员确定故障发生位置等各项情况,进而制定科学合理的故障诊断方案,保证故障处理质量;(5)监控系统需要具备良好的远程监控功能,可以远程对电站监控运行情况进行分析和管理[3]。

2.3 光伏监控系统硬件设计

光伏发电系统属于联系系统范畴,会在一个时间段内对系统状态进行精准监控与预测,可以实现对光伏发电系统的日常管理与监控,保证光伏发电系统能够顺利运行。 光伏发电系统通过对电力电子技术的科学运用,在电站周围进行数据监测以及环境监控,利用传感器以及通信接口等,高质量地完成相关数据收集任务。 光伏发电系统会利用数字温度传感器确定太阳光直射电流情况,利用风推动叶片的方式保证传感器能够产生相应电流,进而通过信号调节器将其转变为电压信号,利用对电压信号进行检测的方式获得风速具体数值。 通信接口负责数据之间传输通信,利用主控系统芯片,将模拟信号转换为数字信号,进而对环境数据情况进行监测,做好数据存储以及分析等各项工作。

数据在电站运行系统中具有两个功能:(1)能够从海量数据中统计出有效信息,通过构建子集数据的方式,对综合性数据进行分析和处理,完成相关任务;(2)对不同区域间的关系进行研究,展开设定区域数值预测操作,通过分析的方式明确数据的相关原则。 同时,电站工作人员会利用数据分析技术对存储的数据进行分析处理,进而获得相应的决策方案,能够通过对系统故障数据的诊断,确定有效的故障处理方案,保证整体电站的运行质量。

3 大数据分析技术在光伏扶贫电站智能监控系统中的运用

3.1 数据采集单片机

单片机系统能够采集光伏设备数据,并对数据进行整理分析,将数据发送到指定位置。 当完成数据分析之后,单片机系统会利用信息网络将数据传输到数据中心,并利用数据中心以及单片机的数据传输感应功能,确定数据是否被数据中心接收,以便及时对没有接收到的数据进行处理,保证数据收集的全面性以及完整性。 同时,单片机系统会利用数据存储功能,在出现故障或者网络通信不畅时,通过单片机自动保存数据,确保在网络恢复之后,能够自动发送数据[4]。

3.2 数据系统设计

数据服务中心是光伏监控系统的核心内容,是软件系统关键组成,主要负责对网络设备数据进行分析,按照客户的具体要求,对系统的运行情况进行监控。当接收到相应数据之后,系统会对传输过来的数据进行自动存储,按照事先的分类,将数据科学地存入数据库,应用大数据技术,对数据展开合理分析,并在完成一系列处理之后,将数据传输到远方监控中心,方便相关人员进行分析与管理。 监控及回空命令服务会对客户端发送到数据服务系统的命令进行处理,通过服务器对客户端发送的在线请求进行评估,确定客户端的在线具体情况,明确设备数据传输工作是否完成,进而利用服务器对监控客户发出指令,从而对光伏设备进行有效控制,确保设备能够始终处于正常运行状态,不会受到其他不良因素干扰。 同时,设计人员需要对查询服务端进行统计,对客户端数据库查询方面的请求进行分析和研究,按照研究结果,对整体服务项目进行评估,确定电站的整体运行情况,及时对不合理之处做出调整,保证电站的稳定运行,进而为民众带来更加优质的供电服务。 设计人员需要从不同角度对数据内容进行分析,利用大数据分析的技术优势,对数据分类以及变化等各项内容进行研究,科学地展开分析工作,以便为后续各项决策工作提供支持,保证电站运行状态能够达到最佳。

3.3 数据诊断分析与监控中心

监控中心主要负责对设备数据进行分析和观察,会通过为客户提供设备使用情况画面以及数据质量的方式,为各项工作的开展提供可靠助力。 监控中心主要具备监控数据展示、故障报警等功能,用户可以按照自身需求进行地理环境信息采集以及用户管理权限设置等各项操作。 系统需要通过数据存储以及实时更新的方式,保证数据库内数据的更新质量以及时效性,确保能够通过对系统运行故障进行分析和改善的方式,保证系统的运行能够达到理想状态,为相关改进工作提供数据依据,保证系统运行维护的效果。 大数据自身具有数据多样性以及数据量庞大等特点,采用人工处理方式,对海量数据进行分析,不仅存在工作压力过大问题,而且也可能会由于人为方面的失误,导致数据分析结果不理想,无法达到预期精准度,因此需要通过构建完善数据库的方式,为决策者提供相应的数据支持,确保决策者的分析工作能够高质量的开展。 工作人员需要通过对分析技术的合理使用,有效解决监控系统的建设问题,保证大数据分析技术能够在数据分析中发挥更大的作用,可以更好地为相关决策制定提供保障,实现对流程数据分析结果的充分应用,确保监控应用系统的设计效果以及设计质量,利用计算机手段进行相应的决策[5]。

3.4 大数据分析技术的应用价值

该项技术的应用能够为智能监控系统优化与完善提供可靠支持,可以在有效降低监控成本的同时,保证电站运行所存在的各种隐患能够得到及时处理。 工作人员可以通过对电站日常运行进行监控的方式获取相应的数据信息,利用大数据分析技术对海量数据展开研究,明确电池安装温度以及环境温度等各项影响因素的具体情况,通过构建分析模型的方式,确定光伏电站整体运行是否与正常标准值相符,是否存在超过正常值的状况,进而制定科学的策略,为相关故障处理工作提供精准依据。 系统会通过对故障信息进行实时报警的方式,提醒相关人员及时对故障进行检查和排除。大数据分析技术为智能监控系统的高质量运行提供可靠助力,保证监控系统的监控管理效果,总体应用价值较高[6]。

4 结语

光伏扶贫工程对于我国新能源发展以及贫困地区脱贫工作而言,有着极为重要的作用和价值,所以需要进一步加大对光伏扶贫工程的关注力度。 开发人员需要通过对大数据分析技术的详细分析,明确技术的应用优势以及具体应用方法,根据扶贫电站智能监控系统的具体情况,将技术科学应用到监控系统之中,确保能够通过对数据分析结构的灵活性以及准确性优势加以合理使用,达到实时、妥善解决电站故障的效果,保证电站运行稳定性以及安全性,确保大数据分析信息技术优势能够得到充分发挥。