本發(fā)明涉及光伏數(shù)據(jù)處理，具體為一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電是利用光電效應(yīng)將太陽光直接轉(zhuǎn)換為電能的過程，光伏系統(tǒng)通常由太陽能電池板組成，這些電池板中的光伏電池會(huì)將太陽光中的光子轉(zhuǎn)化為電子，從而產(chǎn)生直流電，這種直流電經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，然后可以用于各種電力需求，例如家庭用電、工業(yè)生產(chǎn)或者輸送到電網(wǎng)供其他用戶使用。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，人們常常使用光伏設(shè)備的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)測未來一段時(shí)間的光伏發(fā)電效率。

3、但在實(shí)際使用時(shí)，由于光伏發(fā)電設(shè)備在發(fā)電時(shí)，往往會(huì)同樣受環(huán)境因素影響，例如光伏組件的最佳工作溫度范圍為20℃~30℃，?超出這個(gè)范圍，其?發(fā)電效率將會(huì)下降，此外，高溫還會(huì)導(dǎo)致光伏組件的熱斑效應(yīng)，進(jìn)一步降低其性能和可靠性，同樣濕度也會(huì)影響光伏組件的性能，?過高的濕度容易導(dǎo)致光伏組件產(chǎn)生氧化，鑒于此，我們提出一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中在對(duì)光伏發(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電效率預(yù)測時(shí)，預(yù)測精度相對(duì)較低的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，包括以下模塊：

3、光伏數(shù)據(jù)模塊：用于控制各類光伏發(fā)電設(shè)備，并在光伏發(fā)電設(shè)備運(yùn)行過程中收集其各項(xiàng)參數(shù)信息；

4、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊：用于接收光伏數(shù)據(jù)模塊中所傳輸?shù)男盘?hào)，并處理采集到數(shù)據(jù)中的缺失值、異常值以及錯(cuò)誤值；

5、特征提取模塊：提取數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊中數(shù)據(jù)的特征數(shù)據(jù)，包括時(shí)間序列特征、天氣特征、光伏發(fā)電設(shè)備參數(shù)以及發(fā)電效率；

6、數(shù)據(jù)集成模塊：對(duì)多個(gè)光伏陣列或多個(gè)氣象站的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集成整合，并將數(shù)據(jù)整合為一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集；

7、初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊；根據(jù)不同數(shù)據(jù)在后續(xù)計(jì)算過程中的比重不同，為其分配不同的初始加權(quán)數(shù)據(jù)；

8、數(shù)據(jù)并行分配模塊：用于將處理完成的數(shù)據(jù)傳輸至光伏發(fā)電預(yù)測模塊中，并通過負(fù)載均衡功能，根據(jù)各處理節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆峙洳呗裕?/p>

9、光伏預(yù)測模塊：用于接收數(shù)據(jù)并行分配模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)，并通過預(yù)測算法對(duì)光伏設(shè)備后續(xù)的發(fā)電量狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測。

10、優(yōu)選的，所述光伏數(shù)據(jù)模塊同時(shí)與多組光伏設(shè)備連接，并通過無線信號(hào)發(fā)送裝置對(duì)光伏陣列中每一組光伏設(shè)備的工作狀態(tài)以及參數(shù)信息進(jìn)行監(jiān)控。

11、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于針對(duì)光伏數(shù)據(jù)模塊中所發(fā)送的不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理已經(jīng)過濾處理，同時(shí)通過插值法以及預(yù)測模型對(duì)缺失值進(jìn)行填補(bǔ)，使用統(tǒng)計(jì)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)異常值和錯(cuò)誤值進(jìn)行檢測和修正。

12、優(yōu)選的，所述特征提取模塊能夠根據(jù)設(shè)定的識(shí)別算法對(duì)數(shù)據(jù)中的特征性數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，并對(duì)特征性數(shù)據(jù)添加字符標(biāo)注，經(jīng)過特征提取模塊提取出的數(shù)據(jù)將傳遞至數(shù)據(jù)集成模塊中，而非特征數(shù)據(jù)將被儲(chǔ)存在特征提取模塊中。

13、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)集成模塊在接收特征提取模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，將會(huì)將數(shù)據(jù)劃分為n個(gè)簇，并選擇n個(gè)初始簇的中心點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行聚類劃分。

14、優(yōu)選的，所述初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊用于根據(jù)具體數(shù)據(jù)運(yùn)算需求，為其分配不同的權(quán)重，并優(yōu)先進(jìn)行高權(quán)重?cái)?shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)針對(duì)不同的數(shù)據(jù)運(yùn)算場景以及運(yùn)算需求，加權(quán)參數(shù)支持由人工自定義進(jìn)行設(shè)置，包括賦權(quán)的具體值、加權(quán)的分配方式。

15、優(yōu)選的，所述初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊在進(jìn)行數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算的過程中，將同步通過數(shù)據(jù)自優(yōu)化模塊對(duì)其進(jìn)行加權(quán)算法優(yōu)化，并根據(jù)加權(quán)算法的優(yōu)化步驟自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化權(quán)重分配。

16、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)并行分配模塊數(shù)據(jù)并行分配模塊傳輸輸傳輸過程中根據(jù)光伏發(fā)電預(yù)測模塊中各個(gè)處理節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头峙浔壤?，并在任意處理?jié)點(diǎn)負(fù)載過高時(shí)減少該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量，同時(shí)增加其余負(fù)載較低節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量，此外，數(shù)據(jù)并行分配模塊在運(yùn)行時(shí)將根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)時(shí)間以及處理延遲對(duì)其負(fù)載情況進(jìn)行判定，包括計(jì)算數(shù)據(jù)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理量、傳輸速率、處理器利用率以及并發(fā)連接數(shù)，并以此作為依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況進(jìn)行判定。

17、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)并行分配模塊將會(huì)根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算得到當(dāng)前數(shù)據(jù)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)是否存在異常狀況，同時(shí)其異常判定閾值支持由人工自定義設(shè)置，且在未設(shè)置自定義閾值時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)采用內(nèi)置的默認(rèn)值作為異常評(píng)判閾值。

18、優(yōu)選的，所述光伏預(yù)測模塊預(yù)測過程中將同步導(dǎo)入當(dāng)前區(qū)域包括溫度、氣壓、日期信息，并結(jié)合光伏設(shè)備的歷史發(fā)電效率數(shù)據(jù)進(jìn)行算法預(yù)測。

19、本發(fā)明提供了一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)。具備以下有益效果：

20、1、本發(fā)明通過建立的初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊，能夠通過特征提取模塊獲取光伏發(fā)電設(shè)備的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)以及該區(qū)域的環(huán)境特征，并根據(jù)計(jì)算過程中不同環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)于發(fā)電效率的影響為其分配不同的運(yùn)算權(quán)重，從而使得后續(xù)光伏預(yù)測模塊能夠根據(jù)加權(quán)完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而得到較為準(zhǔn)確的光伏發(fā)電設(shè)備發(fā)電效率數(shù)據(jù)。

21、2、本發(fā)明通過建立的數(shù)據(jù)并行分配模塊，能夠根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況實(shí)時(shí)變化動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头峙浔壤?，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎头€(wěn)定性，同時(shí)避免因數(shù)據(jù)傳輸不暢導(dǎo)致的預(yù)測誤差，確保系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。

22、3、本發(fā)明通過建立的數(shù)據(jù)集成模塊，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)特征自動(dòng)進(jìn)行聚類劃分，將數(shù)據(jù)劃分為不同的簇，并選擇每個(gè)簇的中心點(diǎn)，從而幫助識(shí)別數(shù)據(jù)中的自然結(jié)構(gòu)和相似性，有助于后續(xù)的數(shù)據(jù)集成和分析預(yù)測。

技術(shù)特征：

1.一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括以下模塊：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏數(shù)據(jù)模塊同時(shí)與多組光伏設(shè)備連接，并通過無線信號(hào)發(fā)送裝置對(duì)光伏陣列中每一組光伏設(shè)備的工作狀態(tài)以及參數(shù)信息進(jìn)行監(jiān)控。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊用于針對(duì)光伏數(shù)據(jù)模塊中所發(fā)送的不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理已經(jīng)過濾處理，同時(shí)通過插值法以及預(yù)測模型對(duì)缺失值進(jìn)行填補(bǔ)，使用統(tǒng)計(jì)方法或機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)異常值和錯(cuò)誤值進(jìn)行檢測和修正。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述特征提取模塊能夠根據(jù)設(shè)定的識(shí)別算法對(duì)數(shù)據(jù)中的特征性數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，并對(duì)特征性數(shù)據(jù)添加字符標(biāo)注，經(jīng)過特征提取模塊提取出的數(shù)據(jù)將傳遞至數(shù)據(jù)集成模塊中，而非特征數(shù)據(jù)將被儲(chǔ)存在特征提取模塊中。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)集成模塊在接收特征提取模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后，將會(huì)將數(shù)據(jù)劃分為n個(gè)簇，并選擇n個(gè)初始簇的中心點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行聚類劃分。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊用于根據(jù)具體數(shù)據(jù)運(yùn)算需求，為其分配不同的權(quán)重，并優(yōu)先進(jìn)行高權(quán)重?cái)?shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)針對(duì)不同的數(shù)據(jù)運(yùn)算場景以及運(yùn)算需求，加權(quán)參數(shù)支持由人工自定義進(jìn)行設(shè)置，包括賦權(quán)的具體值、加權(quán)的分配方式。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊在進(jìn)行數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算的過程中，將同步通過數(shù)據(jù)自優(yōu)化模塊對(duì)其進(jìn)行加權(quán)算法優(yōu)化，并根據(jù)加權(quán)算法的優(yōu)化步驟自動(dòng)調(diào)整和優(yōu)化權(quán)重分配。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)并行分配模塊用于在傳輸過程中根據(jù)光伏發(fā)電預(yù)測模塊中各個(gè)處理節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头峙浔壤?，并在任意處理?jié)點(diǎn)負(fù)載過高時(shí)減少該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量，同時(shí)增加其余負(fù)載較低節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸量，此外，數(shù)據(jù)并行分配模塊在運(yùn)行時(shí)將根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)時(shí)間以及處理延遲對(duì)其負(fù)載情況進(jìn)行判定，包括計(jì)算數(shù)據(jù)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理量、傳輸速率、處理器利用率以及并發(fā)連接數(shù)，并以此作為依據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)的負(fù)載情況進(jìn)行判定。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)并行分配模塊將會(huì)根據(jù)檢測得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行異常檢測計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算得到當(dāng)前數(shù)據(jù)運(yùn)算節(jié)點(diǎn)是否存在異常狀況，同時(shí)其異常判定閾值支持由人工自定義設(shè)置，且在未設(shè)置自定義閾值時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)采用內(nèi)置的默認(rèn)值作為異常評(píng)判閾值。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述光伏預(yù)測模塊預(yù)測過程中將同步導(dǎo)入當(dāng)前區(qū)域包括溫度、氣壓、日期信息，并結(jié)合光伏設(shè)備的歷史發(fā)電效率數(shù)據(jù)進(jìn)行算法預(yù)測。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)涉及光伏數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自動(dòng)預(yù)測發(fā)電效率的光伏發(fā)電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)，包括以下模塊：光伏數(shù)據(jù)模塊用于控制光伏發(fā)電設(shè)備，并收集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊，用于接收光伏數(shù)據(jù)模塊中所傳輸?shù)男盘?hào)、特征提取模塊、數(shù)據(jù)集成模塊、初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊。本發(fā)明通過建立的初始數(shù)據(jù)加權(quán)計(jì)算模塊，能夠通過特征提取模塊獲取光伏發(fā)電設(shè)備的歷史發(fā)電數(shù)據(jù)以及該區(qū)域的環(huán)境特征，并根據(jù)計(jì)算過程中不同環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)于發(fā)電效率的影響為其分配不同的運(yùn)算權(quán)重，從而使得后續(xù)光伏預(yù)測模塊能夠根據(jù)加權(quán)完成的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而得到較為準(zhǔn)確的光伏發(fā)電設(shè)備發(fā)電效率數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱發(fā)蘭,何韋兵,謝永生,張志文,王超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國家電投集團(tuán)黃河上游水電開發(fā)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18