一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，該架構(gòu)方法包括：系統(tǒng)邏輯架構(gòu)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和系統(tǒng)物理架構(gòu)三種架構(gòu)拓?fù)洹１景l(fā)明專利技術(shù)提供的技術(shù)方案有利于全面掌握接入的光伏電站運(yùn)行特性，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高電網(wǎng)新能源消納能力，同時(shí)能夠避免各光伏電站對(duì)運(yùn)行管理系統(tǒng)的重復(fù)投資，減少人工運(yùn)維，節(jié)省大量資金。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于新能源發(fā)電
，具體講涉及一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法。
技術(shù)介紹
為了應(yīng)對(duì)能源危機(jī)以及節(jié)能減排帶來(lái)的壓力加快推進(jìn)新能源發(fā)電的發(fā)展，包括太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等新能源發(fā)電得到了迅猛的發(fā)展，一些地區(qū)迅猛發(fā)展光伏發(fā)電，大量的光伏電站接入電網(wǎng)給光伏發(fā)電開(kāi)發(fā)規(guī)劃、并網(wǎng)運(yùn)行、可靠性及穩(wěn)定分析和性能評(píng)估提出了新的要求。目前尚缺乏太陽(yáng)能資源的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，電力規(guī)劃具有一定的盲目性，造成電力規(guī)劃不準(zhǔn)確、出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致部分地區(qū)棄光現(xiàn)象比較嚴(yán)重；大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)的接入給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了挑戰(zhàn)，建立準(zhǔn)確的光伏電站模型，需要長(zhǎng)期的、大量的、準(zhǔn)確的光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)為光伏電站模型優(yōu)化提供支撐；此外光伏電站集中并網(wǎng)將對(duì)電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行產(chǎn)生越來(lái)越大的影響，因此深入研究光伏發(fā)電的可靠性模型及可靠性評(píng)估，實(shí)現(xiàn)在電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行環(huán)節(jié)的綜合應(yīng)用，以達(dá)到提高電網(wǎng)可靠性、促進(jìn)大規(guī)模光伏消納及送出的目的。隨著早期建設(shè)的光伏電站暴露出的一些性能與可靠性的問(wèn)題，例如光伏電站組件性能急速衰減、整體發(fā)電效率較低、電網(wǎng)適應(yīng)性差等，電站設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)維、管理等各環(huán)節(jié)均缺乏標(biāo)準(zhǔn)支撐，光伏電站性能評(píng)估日益受到行業(yè)重視。所以需要開(kāi)展對(duì)光伏發(fā)電關(guān)鍵裝備及并網(wǎng)系統(tǒng)的質(zhì)量、效率等指標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試與評(píng)估，對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)整體的并網(wǎng)運(yùn)行特性的驗(yàn)證與評(píng)估。而準(zhǔn)確評(píng)估光伏電站性能，需要開(kāi)長(zhǎng)期的、大量的太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)以及電站運(yùn)行、測(cè)試等數(shù)據(jù)的支撐。對(duì)光伏電站的運(yùn)行管理目前主要集中在站內(nèi)管理，光伏電站運(yùn)行管理系統(tǒng)部署在光伏電站內(nèi)，系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，接入數(shù)據(jù)量小，功能單一，不能對(duì)電網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、光伏消納提供可靠的技術(shù)及數(shù)據(jù)支撐；而時(shí)大容量光伏電站一般位于比較偏遠(yuǎn)的地區(qū)，光伏電站運(yùn)行管理系統(tǒng)維護(hù)不方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法實(shí)現(xiàn)方法。一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述架構(gòu)方法包括：系統(tǒng)邏輯架構(gòu)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和系統(tǒng)物理架構(gòu)三種架構(gòu)拓?fù)洹＿M(jìn)一步的，所述系統(tǒng)邏輯架構(gòu)拓?fù)浒ㄒ来谓ⅲ簽檎麄€(gè)光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯提供運(yùn)行所需的各種軟件基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施層；為各種業(yè)務(wù)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)提供通用的模塊支撐的平臺(tái)層；為人機(jī)界面中提供各類應(yīng)用功能的應(yīng)用層；和通過(guò)展示載體實(shí)現(xiàn)對(duì)各類應(yīng)用數(shù)據(jù)與信息展示的展示層。進(jìn)一步的，所述平臺(tái)層包括業(yè)務(wù)中間件的集合；所述中間件包括：系統(tǒng)權(quán)限管理的、數(shù)據(jù)挖掘的、數(shù)據(jù)庫(kù)交互的、報(bào)表生成的、數(shù)據(jù)采集的和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的中間件。進(jìn)一步的，所述應(yīng)用層包括：在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、報(bào)表配置輸出、電站收益率和發(fā)電效率分析。進(jìn)一步的，所述展示層的所述展示載體包括可視化大屏、桌面終端和手機(jī)APP。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)浒ǎ航⒐夥娬尽⑿畔⑼饩W(wǎng)和信息內(nèi)網(wǎng)三個(gè)區(qū)域，所述光伏電站通過(guò)有線或無(wú)線方式接入公共通信網(wǎng)絡(luò)與所述信息外網(wǎng)相連，所述信息內(nèi)網(wǎng)與信息外網(wǎng)通過(guò)邏輯強(qiáng)隔離裝置相連，以保證電力系統(tǒng)信息安全。進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)物理架構(gòu)拓?fù)浒ㄌ峁┎糠滞饩W(wǎng)業(yè)務(wù)的鏡像功能，為部署在電力系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)的其他系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持作為外網(wǎng)系統(tǒng)補(bǔ)充建立的內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)以及作為整個(gè)光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的核心部分的外網(wǎng)系統(tǒng)。進(jìn)一步的，所述內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)包括：ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、HADOOP服務(wù)器集群、應(yīng)用服務(wù)器、工作站和千兆通信網(wǎng)絡(luò)。進(jìn)一步的，所述外網(wǎng)系統(tǒng)包括：前置通信服務(wù)器集群、HADOOP服務(wù)器集群、ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器集群、萬(wàn)兆光纖通信網(wǎng)絡(luò)、NAT交換機(jī)和GPS天文鐘。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：本專利技術(shù)能夠支持超過(guò)1000個(gè)光伏電站接入，支持超過(guò)250萬(wàn)測(cè)量點(diǎn)，能夠全面覆蓋一個(gè)省/市地區(qū)的光伏電站接入，系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新時(shí)間間隔小于5分鐘，能夠?yàn)榈貐^(qū)電網(wǎng)提供該地區(qū)光伏電站所有的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及分析、評(píng)估數(shù)據(jù)，利于電網(wǎng)全面掌握接入的光伏電站運(yùn)行特性，優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高電網(wǎng)新能源消納能力。同時(shí)能夠避免各光伏電站對(duì)運(yùn)行管理系統(tǒng)的重復(fù)投資，減少人工運(yùn)維，節(jié)省大量資金。附圖說(shuō)明圖1為基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)邏輯架構(gòu)拓?fù)鋱D；圖2為基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)拓?fù)鋱D；圖3為基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)物理架構(gòu)拓?fù)鋱D。具體實(shí)施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。(1)邏輯架構(gòu)如附圖1所示：1)基礎(chǔ)設(shè)施層為整個(gè)光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯提供運(yùn)行所需的各種軟件基礎(chǔ)設(shè)施。本專利技術(shù)中將引進(jìn)Hadoop分布式平臺(tái)作為基礎(chǔ)設(shè)施層的軟件框架。Hadoop平臺(tái)以分布式文件系統(tǒng)(HDFS)、分布式批處理框架(Map/Reduce)、協(xié)作服務(wù)(Zookeeper)為底層平臺(tái)。基于該底層平臺(tái)，面向結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)(分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng))的HBase、面向分布式數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的Hive，建立在分布式文件系統(tǒng)之上，為平臺(tái)層的數(shù)據(jù)庫(kù)交互、數(shù)據(jù)采集中間件提供平臺(tái)支撐；而建立在Map/Reduce框架和Zookeeper分布式協(xié)作服務(wù)基礎(chǔ)之上的批處理腳本Pig、面向數(shù)據(jù)挖掘和機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)庫(kù)Mahout以及工作流管理工具Oozie為平臺(tái)層的數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等中間件提供編程API環(huán)境。2)平臺(tái)層是各種業(yè)務(wù)中間件的集合，為各種業(yè)務(wù)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)提供通用的模塊支撐。本專利技術(shù)的平臺(tái)層建立在Hadoop分布式平臺(tái)之上，運(yùn)行于Hadoop服務(wù)框架中。平臺(tái)層用于盡可能實(shí)現(xiàn)良好的應(yīng)用功能模塊抽象，降低應(yīng)用層接口對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施層的耦合，保證復(fù)用性和可擴(kuò)展性。在基礎(chǔ)設(shè)施層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)發(fā)生變更時(shí)，不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)用層的重大修改。平臺(tái)層的中間件模塊主要包括：系統(tǒng)權(quán)限管理、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)庫(kù)交互、報(bào)表生成、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制等。3)應(yīng)用層主要包含在人機(jī)界面中提供的各類應(yīng)用功能，以基于Web的人機(jī)界面方式構(gòu)建，以Web瀏覽器運(yùn)行。包括：在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、報(bào)表配置輸出、電站收益率、發(fā)電效率分析等。4)展示層通過(guò)可視化大屏、桌面終端、手機(jī)APP等展示載體實(shí)現(xiàn)對(duì)各類應(yīng)用數(shù)據(jù)與信息的展示。(2)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如附圖2所示：1)在光伏電站內(nèi)部署一臺(tái)電站本地通信終端讀取光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)。本地通信終端通過(guò)三種方式讀取光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)：光伏電站主要設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)原有的光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)串口或以太網(wǎng)口轉(zhuǎn)發(fā)；太陽(yáng)輻射測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過(guò)串口直接發(fā)送到本地通信終端；電站關(guān)口表電量數(shù)據(jù)通過(guò)DLT645規(guī)約發(fā)送到本地通信終端。太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)及電量數(shù)據(jù)通過(guò)本地通信終端內(nèi)置的3G/4G無(wú)線網(wǎng)卡通過(guò)中國(guó)電信CN2專網(wǎng)接入光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)；電站其他運(yùn)行數(shù)據(jù)由電站提供帶寬1Mbps以上的英特網(wǎng)通道接入光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)。2)光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)同時(shí)在信息內(nèi)網(wǎng)及信息外網(wǎng)部署，內(nèi)外網(wǎng)之間通過(guò)邏輯強(qiáng)隔離裝置進(jìn)行單向隔離，裝置支持?jǐn)?shù)據(jù)流還原與對(duì)Oralce協(xié)議解析，只容許Oracle的TNS協(xié)議穿透裝置，對(duì)應(yīng)用層數(shù)據(jù)內(nèi)容-SQL語(yǔ)句進(jìn)行分析、檢測(cè)與過(guò)濾，阻斷惡意SQL訪問(wèn)，保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)內(nèi)容的安全。信息外網(wǎng)部署通信前置服務(wù)器集群、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)集群、OR本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述架構(gòu)方法包括：系統(tǒng)邏輯架構(gòu)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和系統(tǒng)物理架構(gòu)三種架構(gòu)拓?fù)洹?

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述架構(gòu)方法包括：系統(tǒng)邏輯架構(gòu)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和系統(tǒng)物理架構(gòu)三種架構(gòu)拓?fù)洹?.如權(quán)利要求1所述的一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)邏輯架構(gòu)拓?fù)浒ㄒ来谓ⅲ簽檎麄€(gè)光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯提供運(yùn)行所需的各種軟件基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施層；為各種業(yè)務(wù)應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)提供通用的模塊支撐的平臺(tái)層；為人機(jī)界面中提供各類應(yīng)用功能的應(yīng)用層；和通過(guò)展示載體實(shí)現(xiàn)對(duì)各類應(yīng)用數(shù)據(jù)與信息展示的展示層。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述平臺(tái)層包括業(yè)務(wù)中間件的集合；所述中間件包括：系統(tǒng)權(quán)限管理的、數(shù)據(jù)挖掘的、數(shù)據(jù)庫(kù)交互的、報(bào)表生成的、數(shù)據(jù)采集的和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的中間件。4.如權(quán)利要求2所述的一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述應(yīng)用層包括：在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、設(shè)備管理、報(bào)表配置輸出、電站收益率和發(fā)電效率分析。5.如權(quán)利要求2所述的一種基于Hadoop平臺(tái)的光伏電站遠(yuǎn)程運(yùn)行管理系統(tǒng)的架構(gòu)方法，其特征在于，所述展示層的所述展示載體包括可視化大...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉榮波，許曉慧，赫衛(wèi)國(guó)，姚虹春，陳然，曹瀟，邱騰飛，胡汝偉，汪春，華光輝，周昶，劉海璇，梁碩，馬軍，施佳鋒，馬雄，楊龍雨，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)電力科學(xué)研究院，國(guó)家電網(wǎng)公司，國(guó)網(wǎng)寧夏電力公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32