【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及山地光伏陣列遠程監控領域，具體為一種山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統。
技術介紹
1、隨著全球對清潔能源的需求不斷增長，太陽能作為一種可再生能源得到了廣泛應用。山地地區由于其開闊的地形和充足的日照條件，成為了建設光伏電站的理想場所之一。然而，山地光伏陣列面臨著諸多挑戰。一方面，山地地形復雜，地勢起伏大，這使得光伏陣列的安裝難度增加，需要能夠適應不同地形高度和坡度變化的安裝支架，以確保光伏組件保持最佳的采光角度和安裝高度，從而提高發電效率。另一方面，山地環境較為惡劣，如強風、溫度變化大等因素，對光伏陣列的穩定性和安全性構成威脅，容易導致支架傾斜、倒塌以及光伏組件損壞等問題。
2、同時，山地光伏電站通常占地面積較大，分布較為分散，這給運維管理帶來了很大困難。傳統的人工巡檢方式難以實現對光伏陣列實時、全面的監控，難以及時發現故障隱患。一旦發生故障，不能迅速定位和處理，會導致發電效率降低，甚至可能造成設備損壞進一步擴大，增加維修成本和停機時間，影響電站的整體經濟效益。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，包括：
3、監控單元，用于實時采集山地光伏陣列的運行數據，所述監控單元包括數據采集模塊、數據處理模塊和數據傳輸模塊，所述數據采集模塊用于采集光伏組件的電壓、電流
4、故障預警單元，用于根據監控單元采集的數據判斷山地光伏陣列是否發生故障，并在故障發生時發出預警信號，所述故障預警單元包括故障診斷模塊和預警通知模塊，所述故障診斷模塊用于根據預設的故障診斷算法對監控單元采集的數據進行分析，判斷光伏陣列是否發生故障，所述預警通知模塊用于在故障發生時通過短信、郵件或聲光報警的方式向相關人員發出預警通知；
5、遠程監控中心，用于接收監控單元傳輸的數據，并對山地光伏陣列的運行狀態進行實時監控和管理，所述遠程監控中心包括數據接收模塊、數據存儲模塊、數據分析模塊和用戶交互模塊，所述數據接收模塊用于接收監控單元傳輸的數據，所述數據存儲模塊用于存儲接收到的數據，所述數據分析模塊用于對存儲的數據進行進一步分析和處理，所述用戶交互模塊用于向用戶展示山地光伏陣列的運行狀態和分析結果，并接收用戶的操作指令；
6、安裝支架，用于安裝山地光伏陣列，所述安裝支架包括固定底座、支撐立柱、橫梁和調節裝置，所述固定底座用于將安裝支架固定在山地地面上，所述支撐立柱垂直安裝在固定底座上，所述橫梁水平安裝在支撐立柱上，用于安裝光伏組件，所述調節裝置用于調節橫梁的角度和高度，以適應山地地形的變化。
7、進一步的，所述數據采集模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、光照傳感器和環境溫度傳感器，所述電壓傳感器用于采集光伏組件的電壓數據，所述電流傳感器用于采集光伏組件的電流數據，所述溫度傳感器用于采集光伏組件的溫度數據，所述光照傳感器用于采集環境光照強度數據，所述環境溫度傳感器用于采集環境溫度數據。
8、進一步的，所述故障診斷模塊中的故障判斷算法基于深度學習神經網絡模型構建，該模型經過大量的歷史故障數據和正常運行數據進行訓練，能夠自動學習光伏陣列在不同工況下的運行特征和故障模式；通過對輸入的數據進行多層次的特征提取和模式識別，能夠準確判斷光伏陣列是否發生諸如光伏組件短路、開路、熱斑、逆變器故障、線纜連接異常等多種類型的故障，故障診斷準確率高達95%以上；
9、閾值設定單元提供了智能化的閾值調整功能，不僅可以根據山地光伏陣列的初始設計參數、設備老化情況、季節變化以及地理環境特點等因素預設初始閾值，還能夠在系統運行過程中，根據實時監測數據的統計分析結果自動優化閾值。
10、進一步的，所述預警通知模塊中的短信發送單元與多個主流移動運營商的短信網關建立穩定連接，具備高速、可靠的短信發送能力，可在故障發生后的10秒內將預設的詳細故障短信發送至指定的運維人員、管理人員的手機上，短信內容包括故障類型、發生時間、故障位置以及初步的故障分析建議信息，確保相關人員能夠第一時間獲取關鍵信息并及時做出響應；
11、郵件發送單元集成了專業的郵件發送引擎，支持多種郵件協議，可根據預設的郵件列表，將包含詳細故障報告、故障現場照片、數據分析圖表等豐富內容的郵件發送給相關技術專家、管理人員等，郵件發送成功率高達99%以上，為進一步的故障分析和處理提供全面的資料支持；
12、聲光報警單元配備了高亮度的led警示燈和大功率的蜂鳴器，警示燈具有多種顏色顯示，可視距離可達500米以上，蜂鳴器的音量可調節，最大音量可達120分貝以上，在現場能夠清晰地向周圍工作人員發出強烈的聲光報警信號，即使在復雜的山地環境和嘈雜的施工現場也能確保人員及時察覺故障情況。
13、進一步的，所述遠程監控中心的數據可視化模塊采用了先進的web可視化技術，基于html5、css3和javascript等前端技術框架開發，能夠生成動態、交互性強的可視化界面；通過直觀的圖表展示光伏陣列的實時發電功率、電壓電流曲線、組件溫度分布、環境光照強度變化關鍵運行參數；通過實時更新的曲線展示光伏陣列在不同時間段內的發電效率、故障發生頻率趨勢信息；以報表形式詳細列出每日、每周、每月的發電量統計、故障統計、設備運行時長等數據，為用戶提供全面、深入的運行狀態信息，方便用戶快速了解光伏陣列的整體運行情況，及時發現潛在問題。
14、進一步的，所述安裝支架的支撐立柱采用高強度鋁合金材質制造的可伸縮結構，其內部設計了精密的絲桿傳動機構，通過電動驅動或手動操作，可實現支撐立柱在1.5米至5米的范圍內精確伸縮調整，伸縮精度可達±5毫米；這種可伸縮結構能夠有效適應山地地形高低起伏較大的特點，確保在不同地形高度上光伏陣列都能保持最佳的安裝角度和高度，提高發電效率，同時便于安裝和運輸，降低施工難度和成本。
15、進一步的，所述安裝支架的橫梁采用高強度鋼材制造的可旋轉結構，其與支撐立柱之間通過高精度的回轉支承連接，可實現橫梁在水平方向±30°范圍內的自由旋轉調整，旋轉角度精度可達±1°；橫梁上安裝有角度傳感器，能夠實時監測橫梁的旋轉角度，并將數據傳輸至遠程監控中心；這種可旋轉結構能夠根據山地地形的坡度變化以及不同季節太陽方位角的變化，精確調整光伏組件的朝向，最大限度地接收太陽輻射，提高光伏陣列的發電性能，確保在復雜山地環境下系統始終處于最佳運行狀態。
16、進一步的，所述調節裝置中的電動推桿采用高性能直流電機驅動，通過與遠程監控中心連接，可根據預設的程序或用戶的手動指令精確調節橫梁的高度，實現自動化的高度調整功能，適應不同地形高度和光照條件變化；
17、角本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于，所述數據采集模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、光照傳感器和環境溫度傳感器，所述電壓傳感器用于采集光伏組件的電壓數據，所述電流傳感器用于采集光伏組件的電流數據，所述溫度傳感器用于采集光伏組件的溫度數據，所述光照傳感器用于采集環境光照強度數據，所述環境溫度傳感器用于采集環境溫度數據。
3.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述故障診斷模塊中的故障判斷算法基于深度學習神經網絡模型構建，該模型經過大量的歷史故障數據和正常運行數據進行訓練，能夠自動學習光伏陣列在不同工況下的運行特征和故障模式；通過對輸入的數據進行多層次的特征提取和模式識別，能夠準確判斷光伏陣列是否發生諸如光伏組件短路、開路、熱斑、逆變器故障、線纜連接異常等多種類型的故障，故障診斷準確率高達95%以上；
4.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述預警通知模塊中的短
5.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述遠程監控中心的數據可視化模塊采用了先進的Web可視化技術，基于HTML5、CSS3和JavaScript等前端技術框架開發，能夠生成動態、交互性強的可視化界面；通過直觀的圖表展示光伏陣列的實時發電功率、電壓電流曲線、組件溫度分布、環境光照強度變化關鍵運行參數；通過實時更新的曲線展示光伏陣列在不同時間段內的發電效率、故障發生頻率趨勢信息；以報表形式詳細列出每日、每周、每月的發電量統計、故障統計、設備運行時長等數據，為用戶提供全面、深入的運行狀態信息，方便用戶快速了解光伏陣列的整體運行情況，及時發現潛在問題。
6.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述安裝支架的支撐立柱采用高強度鋁合金材質制造的可伸縮結構，其內部設計了精密的絲桿傳動機構，通過電動驅動或手動操作，可實現支撐立柱在1.5米至5米的范圍內精確伸縮調整，伸縮精度可達±5毫米；這種可伸縮結構能夠有效適應山地地形高低起伏較大的特點，確保在不同地形高度上光伏陣列都能保持最佳的安裝角度和高度，提高發電效率，同時便于安裝和運輸，降低施工難度和成本。
7.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述安裝支架的橫梁采用高強度鋼材制造的可旋轉結構，其與支撐立柱之間通過高精度的回轉支承連接，可實現橫梁在水平方向±30°范圍內的自由旋轉調整，旋轉角度精度可達±1°；橫梁上安裝有角度傳感器，能夠實時監測橫梁的旋轉角度，并將數據傳輸至遠程監控中心；這種可旋轉結構能夠根據山地地形的坡度變化以及不同季節太陽方位角的變化，精確調整光伏組件的朝向，最大限度地接收太陽輻射，提高光伏陣列的發電性能，確保在復雜山地環境下系統始終處于最佳運行狀態。
8.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述調節裝置中的電動推桿采用高性能直流電機驅動，通過與遠程監控中心連接，可根據預設的程序或用戶的手動指令精確調節橫梁的高度，實現自動化的高度調整功能，適應不同地形高度和光照條件變化；
9.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述安裝支架還包括防風拉索組件，防風拉索采用高強度鋼絲繩，兩端分別連接安裝支架的關鍵部位，并配備可調節長度的緊線器。在山地多風環境下，防風拉索能夠有效增強安裝支架的側向穩定性，防止支架因強風作用發生傾斜或倒塌；根據不同的地形和風力條件，防風拉索可設置為2至4根，其與地面的夾角可在30°至60°之間調整。
10.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述遠程監控中心與監控單元之間采用的無線通信方式各具優勢且互為備份；4G/5G通信技術提供了高速、穩定的廣域覆蓋網絡，能夠實現大數據量的快速傳輸，確保監控數據實時、準確地傳輸至遠程監控中心，適用于大規模山地光伏陣列的遠程監控場景；Wi-Fi通信在近距離范圍內，便于站內設備之間的數據交互和監控；ZigBee通信則以其低功耗、自組網能力強的特點，適用于分布式的傳感器節點與數據采集模...
【技術特征摘要】
1.一種山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于，所述數據采集模塊包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器、光照傳感器和環境溫度傳感器，所述電壓傳感器用于采集光伏組件的電壓數據，所述電流傳感器用于采集光伏組件的電流數據，所述溫度傳感器用于采集光伏組件的溫度數據，所述光照傳感器用于采集環境光照強度數據，所述環境溫度傳感器用于采集環境溫度數據。
3.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述故障診斷模塊中的故障判斷算法基于深度學習神經網絡模型構建，該模型經過大量的歷史故障數據和正常運行數據進行訓練，能夠自動學習光伏陣列在不同工況下的運行特征和故障模式；通過對輸入的數據進行多層次的特征提取和模式識別，能夠準確判斷光伏陣列是否發生諸如光伏組件短路、開路、熱斑、逆變器故障、線纜連接異常等多種類型的故障，故障診斷準確率高達95%以上；
4.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述預警通知模塊中的短信發送單元與多個主流移動運營商的短信網關建立穩定連接，具備高速、可靠的短信發送能力，可在故障發生后的10秒內將預設的詳細故障短信發送至指定的運維人員、管理人員的手機上，短信內容包括故障類型、發生時間、故障位置以及初步的故障分析建議信息，確保相關人員能夠第一時間獲取關鍵信息并及時做出響應；
5.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述遠程監控中心的數據可視化模塊采用了先進的web可視化技術，基于html5、css3和javascript等前端技術框架開發，能夠生成動態、交互性強的可視化界面；通過直觀的圖表展示光伏陣列的實時發電功率、電壓電流曲線、組件溫度分布、環境光照強度變化關鍵運行參數；通過實時更新的曲線展示光伏陣列在不同時間段內的發電效率、故障發生頻率趨勢信息；以報表形式詳細列出每日、每周、每月的發電量統計、故障統計、設備運行時長等數據，為用戶提供全面、深入的運行狀態信息，方便用戶快速了解光伏陣列的整體運行情況，及時發現潛在問題。
6.根據權利要求1所述的山地光伏陣列遠程監控與故障預警安裝系統，其特征在于：所述安裝支架的支撐立柱采用高強度鋁合金材質制造的可伸縮結構，其內部設計了...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李兵兵，劉浩然，馬亭，馮清騰，陳江紅，李佳林，周仲鈞，汪琮杰，
申請(專利權)人：華電金上昌都新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：
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