一种便于数据分析的节能分布式光伏电站及工作方法与流程

1.本发明涉及光伏节能发电技术领域，更具体地说，涉及一种便于数据分析的节能分布式光伏电站及工作方法。


背景技术：

2.分布式光伏电站通常是指利用分散式资源，装机规模较小的、布置在用户附近的发电系统，它一般接入低于35千伏或更低电压等级的电网。分布式光伏电站特指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的分布式光伏电站系统。
[0003]“十五五”期间，产业结构调整取得重大进展，清洁低碳安全高效的能源体系初步建立，重点领域低碳发展模式基本形成，重点耗能行业能源利用效率达到国际先进水平，非化石能源消费比重进一步提高，煤炭消费逐步减少，绿色低碳技术取得关键突破，绿色生活方式成为公众自觉选择，绿色低碳循环发展政策体系基本健全。到2030年，非化石能源消费比重达到25％左右，单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65％以上，顺利实现2030年前碳达峰目标。到2030年，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。
[0004]
电力大数据是大数据理念、技术和方法在电力行业的广泛应用。随着能源互联网的提出和智能电网的建设应用，涉及发电、输电、配电、用电、调度等各环节的电力数据呈现出快速增长的势头，目前已满足数据量大、处理速度快、数据类型多、价值大、精确度高的大数据特征。在此背景下，运用大数据方法对电力数据进行跨单位、跨专业、跨业务的分析挖掘和信息提取，转化为更加丰富的知识并合理的展现和表达，将构建大数据时代能源变革的新格局。电力大数据通过对电力系统生产运行方式的优化、对间歇式可再生能源的消纳以及对全社会节能减排观念的引导，能够推动中国电力工业由高耗能、高排放、低效率的粗放发展方式向低耗能、低排放、高效率的绿色发展方式转变。同时，通过电力大数据与宏观经济、人民生活、社会保障、道路交通等外部数据的融合，可为社会各个角色提供智能化的服务，支撑国家大众创业、万众创新的生态环境，促进经济社会发展。
[0005]
而针对各个光伏项目，通过数据分析形成项目运营情况基准线，对低于基准线的项目加强预测分析与跟踪记录，及时发现光伏电站设备故障与缺陷，提速维修时间，降低维修成本，提升项目运维成效；对高于基准线的项目，形成典型案例，进行经验推广，推进区内光伏项目稳定运行与高效率发电。
[0006]
现有技术中，光伏发电受天气和配网负荷影响较多，光伏板本身的发电效率波动较大，因此造成利用效率较低，日常的维护也会影响光伏板的正常使用，结合平时的生产运行经验，实时监测和记录不同状况下的发电参数对于光伏的实际应用很有必要，可以为后续的更高效率的应用提供参考和数据。


技术实现要素：

[0007]
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种便于数据分析的节能分布式光伏电站，其从节能的角度出发，通过结构上的设置实现光伏板的持续高效发电效率，
同时通过数据的监测处理分析来实现高效的控制，且为后续的能耗改进提供数据支撑和参考意义。
[0008]
本发明采用如下的技术方案。本发明提供了一种便于数据分析的节能分布式光伏电站，包括安装架、光伏板、无线收发单元和数据采集控制器。
[0009]
安装架的右端固定安装有数据采集控制器，数据采集控制器的上端设有无线收发单元，无线收发单元通过信号连接有控制站，控制站通过信号连接有云端数据库，控制站对现场的数据采集控制器进行控制，实时监测光伏板运行数据，同时设定一周清洗次数，每次清洗的相关数据通过控制站后台上传至云端数据库。
[0010]
安装架上设有刮板、喷洒件、喷管和电磁加热结构，刮板用于清除光伏板表面的灰尘；喷洒件通过外设的喷管喷洒液体，用于冲洗光伏板表面的灰尘；电磁加热结构用于融化光伏板上的结冰。移动件的下端设有推压件，移动件的上端设有限位件，限位件和推压件活动连接，推压件的下端设有安装件，安装件的下端活动连接有刮板，刮板用于清除光伏板表面的灰尘。
[0011]
安装架的上端中部固定安装有光伏板，安装架的上端设有移动件，移动件的上端设有喷洒件，喷洒件的内侧设有过滤网，喷洒件的外部设有固定件，喷洒件通过固定件和过滤网活动连接，喷洒件的外部设有调节件，移动件的上端设有调节件，喷管穿设在调节件的内部；
[0012]
移动件的下端设有推压件，移动件的上端设有限位件，限位件和推压件活动连接，推压件的下端设有安装件，安装件的下端活动连接有刮板。
[0013]
移动件包括第一电机，第一电机固定安装在安装架的背面，安装架的内侧转动连接有第一螺杆，第一电机的输出端伸入安装架的内部和第一螺杆的一端固定连接，第一螺杆与固定架螺纹连接，推压件设在固定架的下端。
[0014]
喷洒件和调节件均设在固定架的上端，推压件包括凹槽，凹槽设在固定架的下端，凹槽的下端内壁滑动连接有配壳，配壳和凹槽之间固定连接有第三弹簧，配壳的上端固定连接有导杆，导杆的一端贯穿固定架，限位件活动连接在导杆的外部，安装件设在配壳的正面。
[0015]
限位件包括套壳，套壳固定安装在固定架的上端，套壳的内部滑动连接有推块，推块和套壳之间固定连接有第一弹簧，推块的左端固定连接有导块，导杆的右侧设有位槽，位槽的形状呈l形，导块的左端滑动连接在位槽内侧。
[0016]
位槽下端设有电磁开关，数据采集控制器连接电磁开关并采集电磁开关的开关位置，当导块左端滑动到位槽的最下端时，触发电磁开关的合位，安装件包括安装槽和具有电磁加热结构的方板，电磁开关用于控制电磁加热结构的开启和关闭，安装槽设在配壳的正面，安装槽的内侧固定安装有定位块，刮板插接在定位块的外部，方板的背面设有套槽，方板通过套槽和定位块插接连接，方板通过螺丝和定位块固定连接。
[0017]
调节件包括基架，基架固定安装在固定架的上端，基架的外部固定连接有第二电机，基架的内部转动连接有第二螺杆，第二电机的输出端伸入基架内部和第二螺杆的一端固定连接，第二螺杆的外部螺纹连接有座块，座块滑动连接在基架的下端，喷管转动连接的基架的内侧，座块和喷管的上端转动连接有同一连杆，数据采集控制器连接并控制第二电机。
[0018]
喷管前端的上半部分和下半部分形成锐角形状，上半部分形成喷口，下半部分为圆弧状封闭结构，刮板倾斜布置以使其末端位于喷管)的正下方，第二电机驱动喷管向下转动，下半部分按压刮板末端以使刮板和安装件向推压件的方向移动，直至导块左端滑动到位槽的最下端，以触发电磁开关的合位。
[0019]
固定架的另一端设有导轮，固定架的另一端通过导轮滚动连接在安装架的内部。
[0020]
喷洒件包括水箱，水箱固定安装在固定架的上端，水箱的内侧固定安装有潜水泵，潜水泵的输入端设在水箱内部，潜水泵的输出端通过软管固定连接有喷管，过滤网插接连接在水箱的背面，固定件设在水箱的背面。
[0021]
固定件包括安装块，安装块滑动连接在水箱的外部，安装块的外部对称设有安装孔，水箱的外部固定连接有柱块，柱块和安装孔的对侧固定连接有第二弹簧，安装块的外部对称固定安装有斜块，斜块的一端和过滤网的边框卡接连接；
[0022]
水箱的内部固定安装有液位传感器，数据采集控制器连接并控制液位传感器。
[0023]
本发明另一方面提供了一种便于数据分析的节能分布式光伏电站工作方法，基于所述的一种便于数据分析的节能分布式光伏电站，包括以下步骤：
[0024]
步骤1，控制站通过软件对现场的数据采集控制器进行控制，同时设定一周清洗次数，每次清洗的相关数据通过控制站后台上传至云端数据库；
[0025]
步骤2，利用数据采集控制器对水箱的潜水泵进行控制，使用潜水泵将水箱内的水向喷管输送，对光伏板上的灰尘进行喷洒清洗；
[0026]
步骤3，对过滤网进行清理时，拉动水箱上滑动的安装块，使得安装块上的安装孔挤压与柱块之间的第二弹簧，使得安装块上的斜块与过滤网的框架脱离；
[0027]
步骤4，清理完毕后，将过滤网插入到水箱上，过滤网框架接触斜块后利用第二弹簧复位对过滤网进行固定；
[0028]
步骤5，无线收发单元、数据采集控制器、控制站、云端数据库采集和控制每一个光伏板单元的信息，实时监测运行数据，并记录电磁开关的开合记录，以统计清洗前后的发电效率的差异。
[0029]
优选地，当刮板和喷管移动到最下端时，第二电机驱动喷管向下转动，触发电磁开关的合位，此时电磁加热结构的方板产生热量，以对光伏板上的冰进行融冰；当水箱内的水位达到最低时，水箱上端的注水管通过外部泵机加水。
[0030]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比：
[0031]
(1)正常使用时，可以由控制站后台设定维护时间，控制器驱动移动件移动，使刮板和喷管同时从上往下移动，刮板可以清除表面的异物和脏污，喷管用于冲洗，当移动到最下端时，触发电磁开关的合位，此时电磁加热结构的方板产生热量，以对光伏板上的冰进行融冰，刮板和方板的加热结构不与光伏板表面接触，保持一定间隙以实现加热，避免直接接触损伤光伏板表面，加热后的冰棱或水可以被喷管喷出的水冲洗干净，需要说明的是，从上向下清洗时不开启电磁加热是因为光伏板上的杂物或污垢在加热下容易对光伏板造成永久损伤。
[0032]
(2)无线收发单元、数据采集控制器、控制站、云端数据库可以及时的对每一个光伏板单元进行信息采集和控制，实时监测运行数据，并记录电磁开关的开合记录，以统计清洗前后的发电效率的差异，结合云端数据库的天气温度各个子站的同期发电效率等参数，
为后期的高效率发电模式提供参考和数据支撑，加强预测分析与跟踪记录，及时发现光伏电站设备故障与缺陷，提速维修时间，降低维修成本，提升项目运维成效。
[0033]
(3)由于在水箱的内部设置了液位传感器，当水箱内的水位达到最低时，水箱上端的注水管通过外部泵机加水，而水箱上设置了过滤网，可以对水中的杂质进行过滤避免喷管堵塞，当需要对过滤网进行清理时，使安装块上的斜块与过滤网的框架脱离，清理完毕后，可以直接将过滤网插入到水箱上，过滤网框架接触斜块后利用第二弹簧复位使得对过滤网进行固定，从而使得方便对过滤网进行装卸。
附图说明
[0034]
图1为本发明的立体图；
[0035]
图2为本发明的结构示意图；
[0036]
图3为本发明的固定架剖视图；
[0037]
图4为本发明的图2中a处结构放大效果图；
[0038]
图5为本发明的配壳右剖图；
[0039]
图6为本发明的调节件右剖图；
[0040]
图7为本发明的水箱背面结构示意图；
[0041]
图中标号说明：
[0042]
1、安装架，2、移动件，201、第一电机，202、第一螺杆，203、固定架，204、导轮，4、推压件，401、凹槽，402、配壳，403、第三弹簧，404、导杆，5、限位件，501、位槽，502、套壳，503、导块，504、推块，505、第一弹簧，6、安装件，601、安装槽，602、方板，603、定位块，604、套槽，7、刮板，8、喷洒件，801、水箱，802、喷管，803、潜水泵，9、调节件，901、基架，902、第二电机，903、第二螺杆，904、座块，905、连杆，10、注水管，11、过滤网，12、固定件，121、斜块，122、安装块，123、安装孔，124、第二弹簧，125、柱块，13、液位传感器，14、光伏板，15、无线收发单元，16、数据采集控制器。
具体实施方式
[0043]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0044]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0045]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体
情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0046]
本发明实施例1：
[0047]
请参阅图1-7，一种便于数据分析的节能分布式光伏电站，包括安装架1，安装架1的上端中部固定安装有光伏板14，安装架1的上端设有移动件2，移动件2的下端设有推压件4，移动件2的上端设有限位件5，限位件5和推压件4活动连接，推压件4的下端设有安装件6，安装件6的下端活动连接有刮板7，移动件2的上端设有喷洒件8，喷洒件8的内侧设有过滤网11，喷洒件8的外部设有固定件12，喷洒件8通过固定件12和过滤网11活动连接，喷洒件8的外部设有调节件9，调节件9设在移动件2的上端，安装架1的右端固定安装有数据采集控制器16，数据采集控制器16的上端设有无线收发单元15；水箱801的内部固定安装有液位传感器13，液位传感器13通过导线和数据采集控制器16电性连接，无线收发单元15通过信号连接有控制站，控制站通过信号连接有云端数据库，工作人员利用控制站可以通过软件模块对现场的数据采集控制器16进行控制，同时可设定一周清洗几次，每次清洗的相关数据包括清洗时间均通过控制站后台上传至云端数据库。
[0048]
请参阅图2和图3，移动件2包括第一电机201，第一电机201固定安装在安装架1的背面，安装架1的内侧转动连接有第一螺杆202，第一电机201的输出端伸入安装架1的内部和第一螺杆202的一端固定连接，第一螺杆202的外部螺纹连接有固定架203，固定架203的另一端设有导轮204，固定架203的另一端通过导轮204滚动连接在安装架1的内部，推压件4设在安装架1的下端，喷洒件8和调节件9均设在固定架203的上端；推压件4包括凹槽401，凹槽401设在固定架203的下端，凹槽401的下端内壁滑动连接有配壳402，配壳402和凹槽401之间固定连接有第三弹簧403，配壳402的上端固定连接有导杆404，导杆404的一端贯穿固定架203，限位件5活动连接在导杆404的外部，安装件6设在配壳402的正面，在喷洒清洗的同时安装架1上第一电机201带动第一螺杆202转动，使得螺杆外部的固定架203在安装架1内滚动移动，同时固定架203下端通过凹槽401内滑动配壳402，而刮板7安装在配壳402上，使得刮板7可以将光伏板14上的灰尘刮除，进一步提高对光伏板14的清洁效果，安装架1上设置了通孔固定板的两端均贯穿通孔。
[0049]
请参阅图2-图5，限位件5包括套壳502，套壳502固定安装在固定架203的上端，套壳502的内部滑动连接有推块504，推块504和套壳502之间固定连接有第一弹簧505，推块504的左端固定连接有导块503，导杆404的右侧设有位槽501，位槽501的形状呈l形，导杆404导块503的左端滑动连接在位槽501内侧；安装件6包括安装槽601和具有电磁加热结构的方板602，电磁开关用于控制电磁加热结构的开启和关闭，安装槽601设在配壳402的正面，安装槽601的内侧固定安装有定位块603，刮板7插接在定位块603的外部，方板602的背面设有套槽604，方板602通过套槽604和定位块603插接连接，方板602通过螺丝和定位块603固定连接，由于在安装架1上设置了限位件5同时在配壳402上设置了安装件6，套壳502内的推块504上还安装了拉块，可以方便拉动推块504滑动，而推块504上设置了两个弧形凹槽401，可以方便推块504在套壳502内水平滑动。
[0050]
请参阅图6，喷洒件8包括水箱801，水箱801固定安装在固定架203的上端，水箱801的内侧固定安装有潜水泵803，潜水泵803的输入端设在水箱801内部，潜水泵803的输出端通过软管固定连接有喷管802，喷管802设在调节件9的内部，过滤网11插接连接在水箱801的背面，固定件12设在水箱801的背面；调节件9包括基架901，基架901固定安装在固定架
203的上端，基架901的外部固定连接有第二电机902，基架901的内部转动连接有第二螺杆903，第二电机902的输出端伸入基架901内部和第二螺杆903的一端固定连接，第二螺杆903的外部螺纹连接有座块904，座块904滑动连接在基架901的下端，喷管802转动连接的基架901的内侧，座块904和喷管802的上端转动连接有同一连杆905，数据采集控制器16连接并控制第二电机902，喷管802前端的上半部分和下半部分形成锐角形状，上半部分形成喷口，下半部分为圆弧状封闭结构，刮板7倾斜布置以使其末端位于喷管802的正下方(图2中，刮板7位于固定架203下方斜向下延伸，至刮板7末端位于喷管802的正下方)，第二电机902驱动喷管802向下转动，下半部分按压刮板7末端以使刮板7和安装件6向推压件4的方向移动，直至导块503左端滑动到位槽501的最下端，以触发电磁开关的合位。潜水泵803将水箱801内的水向喷管802输送，对光伏板14上的灰尘进行喷洒清洗，喷洒清洗的同时由于喷管802转动在基架901上，利用第二电机902带动第二螺杆903转动使得座块904在基架901下端滑动，而座块904滑动转动带动喷管802上的连杆905，使得喷管802可以上下喷洒，提高清洗质量；在基架901下端设置了移孔，可以方便座块904活动。
[0051]
请参阅图7，固定件12包括安装块122，安装块122滑动连接在水箱801的外部，安装块122的外部对称设有安装孔123，水箱801的外部固定连接有柱块125，柱块125和安装孔123的对侧固定连接有第二弹簧124，安装块122的外部对称固定安装有斜块121，斜块121的一端和过滤网11的边框卡接连接，当水箱801内的水位达到最低时，水箱801上端的注水管10通过外部泵机加水，而水箱801上设置了过滤网11，可以对水中的杂质进行过滤避免喷管802堵塞，当需要对过滤网11进行清理时，利用拉动水箱801上滑动的安装块122，使得安装块122上的安装孔123挤压与柱块125之间的第二弹簧124，即可使得安装块122上的斜块121与过滤网11的框架脱离，清理完毕后，可以直接将过滤网11插入到水箱801上，过滤网11框架接触斜块121后利用第二弹簧124复位使得对过滤网11进行固定，从而使得方便对过滤网11进行装卸；安装块122上还设有3个圆孔，可以方便用手指拉动。
[0052]
本发明中的使用过程中，在数据采集控制器16上设置无线收发单元15，可以方便工作人员利用控制站软件对数据采集控制器16进行远程操控，清洁时，首先利用数据采集控制器16对水箱801的潜水泵803进行控制，使得潜水泵803将水箱801内的水向喷管802输送，对光伏板14上的灰尘进行喷洒清洗，当水箱801内的水位达到最低时，水箱801上端的注水管10通过外部泵机加水，而水箱801上设置了过滤网11，可以对水中的杂质进行过滤避免喷管802堵塞，当需要对过滤网11进行清理时，利用拉动水箱801上滑动的安装块122，使得安装块122上的安装孔123挤压与柱块125之间的第二弹簧124，即可使得安装块122上的斜块121与过滤网11的框架脱离，清理完毕后，可以直接将过滤网11插入到水箱801上，过滤网11框架接触斜块121后利用第二弹簧124复位使得对过滤网11进行固定。
[0053]
数据采集控制器连接并控制第二电机，喷管前端的上半部分和下半部分形成锐角形状，上半部分形成喷口，下半部分为圆弧状封闭结构，刮板倾斜布置以使其末端位于喷管的正下方，正常使用时，可以由控制站后台设定维护时间，控制器驱动移动件移动，使刮板和喷管同时从上往下移动，刮板用于清除表面的异物和脏污，喷管用于清洁和冲洗，当移动到最下端时，第二电机驱动喷管向下转动，下半部分按压刮板末端以使刮板和安装件向推压件的方向移动，直至导块左端滑动到位槽的最下端，以触发电磁开关的合位，此时电磁加热结构的方板产生热量，以对光伏板上的冰进行融冰，此时驱动移动件从下向上移动，刮板
此时由于缩进内侧，因此，刮板和方板的加热结构不与光伏板表面接触，保持一定间隙以实现加热，避免直接接触损伤光伏板表面，加热后的冰棱或水可以被喷管喷出的水冲洗干净，需要说明的是，第一步从上向下清洗时不开启电磁加热是因为光伏板上的杂物或污垢在加热下容易对光伏板造成永久损伤。
[0054]
无线收发单元、数据采集控制器、控制站、云端数据库可以及时的对每一个光伏板单元进行信息采集和控制，实时监测运行数据，并记录电磁开关的开合记录，以统计清洗前后的发电效率的差异，结合云端数据库的天气温度各个子站的同期发电效率等参数，为后期的高效率发电模式提供参考和数据支撑，加强预测分析与跟踪记录，及时发现光伏电站设备故障与缺陷，提速维修时间，降低维修成本，提升项目运维成效。
[0055]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。