技术领域
[0001] 本
发明涉及光伏网络技术领域，特别涉及一种针对光伏电站的服务网络管理系统。
背景技术
[0002] 随着社会经济发展，
能源问题日益引起全社会的关注，常规能源短缺已经成为制约我国经济发展的重要
瓶颈之一，
可再生能源的开发与利用显得越来越迫切。开发新能源是我国能源发展战略的重要组成部分，我国政府对此十分重视，近年来陆续出台了多项鼓励政策。
[0003] 能源结构调整是国家战略层面的选择，环境保护成为社会问题，未来国家大
力推进新能源和可再生能源建设的趋势不可逆转，光伏电站也逐渐成为一大热
门行业。
[0004] 随着现今社会光伏电站越来越多，光伏电站的建设
水平也参差不齐，电站的建设从开发、技术、建设、运维等方面都大大的限制了光伏电站的发展。而今市面上并无一款可为光伏电站提供全方位的多维度的项目产品，也只有一些大型光伏公司建立了一些用作于运维和监控的通讯后台，有很大的局限性和范围性，运用水平也不高。
发明内容
[0005] 为了克服
现有技术存在的不足，本发明运用互联网技术及
大数据平台，建立一种针对光伏电站的全新的服务网络管理系统，所述技术方案如下：
[0006] 本发明提供了一种针对光伏电站的服务网络管理系统，包括：
[0008] 电站侧
数据采集模
块，用于采集光伏电站的数据
信号，所述光伏电站的数据信号包括逆变器、
变压器、高压柜、直流电源、电度表、环境监测参数；
[0009]
数据库模块，用于在所述网络管理服务器对电站侧数据采集模块采集的数据分析并
整理后，存储数据结果；
[0010] 电站投建方案设计模块，用于根据预设的投建需求，设计每块光伏组件的最佳安装
角度，以求得相应的电站上网电量，所述投建需求包括并网模式、经纬度、安装环境、安装面积、组件容量、逆变器类型、高低压并网选择、用户变压器容量；
[0011] 数据模拟模块，用于以现有电站建立虚拟数据库，根据虚拟数据库对拟建设的电站进行测评，模拟查看拟建设的电站的投入产出情况；
[0012]
碳足迹模块，用于根据电站的发电量信息分析燃
煤火电站相同发电量下煤耗、污染
排放量数据；
[0013] 视频监控模块，用于采集单独电站的监控视频信息，并将所述监控视频信息发送至所述网络管理服务器；
[0014] 故障诊断模块，用于通过故障解列装置对所述电站侧数据采集模块采集的信号进行故障诊断，并向所述网络管理服务器反馈故障信息。
[0015] 进一步地，所述电站投建方案设计模块设计每块光伏组件的最佳安装角度的方法包括：
[0016] 根据经纬度信息获取当地历年各月份水平面的平均日
辐射；
[0017] 根据所述水平面的平均日辐射，得到最大水平面
太阳能总辐射量对应的年份和日序；
[0018] 根据所述年份和日序，得到对应的太阳赤纬，并将所述太阳赤纬的余角作为每块光伏组件的最佳安装角度。
[0019] 进一步地，所述太阳赤纬利用以下公式计算得到：
[0020] δ＝0.3723+23.2567·sinx+0.1149·sin2x-0.1712·sin3x-0.7580·cosx+0.3656·cos2x+0.0201·cos3x，其中，x＝2π×(N-N0)/365.2422，
[0021] 其中，N0＝79.6764+0.2422(y-1985)-INT[0.25×(y-1985)]；
[0022] 式中：δ为太阳赤纬(单位为rad)；N为日序，取值范围为1-366；y为年份；INT[]为取整函数。
[0023] 进一步地，所述服务网络管理系统还包括设施管理模块，用于根据所述数据库模块存储的数据结果，调取与特定账号相关的电站侧设备信息；和/或向所述电站侧数据采集模块发送对站内设备的远程操控指令。
[0024] 进一步地，所述设施管理模块还用于根据所述视频监控模块调取视频监控录像信息。
[0025] 进一步地，所述服务网络管理系统还包括专家支持模块，用于提供人工专家支持
接口，实现与在线专家的网络即时通讯。
[0026] 进一步地，所述电站侧数据采集模块包括通信管理机及多个箱变测控装置，所述多个箱变测控装置依次顺序连接，最后一个箱变测控装置与所述通信管理机连接，所述通信管理机通过GPRS远传模块与所述网络管理服务器通信连接。
[0027] 进一步地，所述箱变测控装置与PLC控制设备一一对应，每个PLC控制设备的输出端与多个逆变器连接，所述PLC控制设备与逆变器之间通过串口线、光纤或网线连接。
[0028] 进一步地，所述通信管理机还与故障解列装置、
电能质量在线监测装置、线路保护测控装置、变压器保护测控装置、环境检测仪、后台监控主机连接。
[0029] 进一步地，所述网络管理服务器为
云计算中心，所述管理系统还包括与所述云计算中心连接的一个或多个远程管理PC端或手机监控客户端。
[0030] 本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
[0031] 1)综合市面上计算
软件、公司后台、设计公司、专家团队等多方面资源，将光伏电站建设更直观更透明地体现给用户；
[0032] 2)为光伏电站建设提供最精准的设计方案及投资收益分析，为电站投资建设提供第一时间的数据分析和可行性研究；
[0033] 3)集成电站运维后台的各项数据，对电站监控和故障诊断做出准备判断，减小了电站的运维成本；
[0034] 4)数据库的建立让各个电站的数据有集中处理及分析的能力，并对已建电站的优劣进行准确判断。
附图说明
[0035] 为了更清楚地说明本发明
实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036] 图1是本发明实施例提供的针对光伏电站的服务网络管理系统的模块
框图；
[0037] 图2是本发明实施例提供的服务网络管理系统的电站侧数据采集模块结构示意图。
具体实施方式
[0038] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0039] 需要说明的是，本发明的
说明书和
权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于
覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0040] 现阶段光伏电站的建设已进入到平价上网的过渡阶段，光伏电站的投资建设成及收益和电站本身的装机容量及发电效率有着更为直接的联系。故每个项目采用最优方案进行光伏电站建设满足电站建设方对投资回报的最大化或最快速的资本要求。
[0041] 本发明提供了一种光伏服务网络发展平台，包括电站信息查询平台、电站设计方案选择平台、设施管理平台、投资分析平台、
碳足迹、数据模拟平台、视频监控平台、故障诊断平台、专家咨询平台等，本网络平台可模拟项目所在地不同组件的发电情况，可基于项目所在地的辐射值、装机容量、安装高度角、安装方位角、投资成本、贷款比例、贷款利率、售电价格、政府补贴、用户用电量预估等
基础数据对电站将来25年发电量进行估算后计算具体投资回报率等参数；建立基本电站模型，以现有的电站为数据库，对拟建设电站进行测评，通过大量的数据对比和实时观察对软件进行系数矫正，提高的计算准确性，得出投资回报率及收益情况，为设计和开发提供相应的数据，为判断提供数据
支撑；在电站建设过程中，输入相应数据可科学分析项目建设周期及成本控制，为项目建设提供数据，控制项目建设成本和进度；在项目运维过程中对大量电站进行监控和故障排查，通过大量数据分析，提供最优化的电站运维设计。
[0042] 在本发明的一个实施例中，提供了一种针对光伏电站的服务网络管理系统，参见图1，所述服务网络管理系统包括：
[0043] 网络管理服务器；
[0044] 电站侧数据采集模块，用于采集光伏电站的数据信号，所述光伏电站的数据信号包括逆变器、变压器、高压柜、直流电源、电度表、环境监测参数；
[0045] 数据库模块，用于在所述网络管理服务器对电站侧数据采集模块采集的数据分析并整理后，存储数据结果；
[0046] 电站投建方案设计模块，用于根据预设的投建需求，设计每块光伏组件的最佳安装角度，以求得相应的电站上网电量，所述投建需求包括并网模式、经纬度、安装环境、安装面积、组件容量、逆变器类型、高低压并网选择、用户变压器容量；
[0047] 数据模拟模块，用于以现有电站建立虚拟数据库，根据虚拟数据库对拟建设的电站进行测评，模拟查看拟建设的电站的投入产出情况；
[0048] 碳足迹模块，用于根据电站的发电量信息分析燃煤火电站相同发电量下煤耗、污染排放量数据；
[0049] 视频监控模块，用于采集单独电站的监控视频信息，并将所述监控视频信息发送至所述网络管理服务器；
[0050] 故障诊断模块，用于通过故障解列装置对所述电站侧数据采集模块采集的信号进行故障诊断，并向所述网络管理服务器反馈故障信息。
[0051] 以下按照各模块逐一进行说明：
[0052] 一、电站侧数据采集模块和数据库模块
[0053] 光伏电站建成后一般都会建立相应的站内通讯平台，特别是高压并网项目具有完善的站内通讯系统，参见图2，本发明中采集网络和现有的光伏公司后台监控采集系统兼容，运用一般电站的监控通讯后台技术，对电站的逆变器、变压器、高压柜、直流电源、电度表、环境监测等各项数据进行采集，采集的信号在电站侧汇集通过站内的通讯管理机对数据源进行汇总分类，在电站侧建立小型站内监控平台，最后通过GPRS远传至信息平台后台服务器，对数据进行整理分析，并存入数据库。
[0054] 如图2所示，所述电站侧数据采集模块包括通信管理机及多个箱变测控装置，所述多个箱变测控装置依次顺序连接，最后一个箱变测控装置与所述通信管理机连接，所述通信管理机通过GPRS远传模块与所述网络管理服务器通信连接。具体地，所述箱变测控装置与PLC控制设备一一对应，每个PLC控制设备的输出端与多个逆变器连接，所述PLC控制设备与逆变器之间通过串口线、光纤或网线连接。优选地，所述通信管理机还与故障解列装置、电能质量在线监测装置、线路保护测控装置、变压器保护测控装置、环境检测仪、后台监控主机连接。
[0055] 二、电站投建方案设计模块
[0056] 设置用户项目必要条件项输入如并网模式选择(全额上网、自发自用余电上网)、经纬度、安装环境(选择彩
钢瓦、混泥土、地面)、安装面积(长、宽)、组件容量、逆变器类型(集中式、组串式)、高低压并网选择(高压并网、低压并网)、用户变压器容量等必要参数，通过电站的基本信息软件可计算最佳安装角度(每块组件的最佳发电角度)、不同角度的安装容量(从0°至最佳角度)、对应角度25年的理论发电量、并网点初步设计；具体计算方式为：通过用户输入的经纬度，链接NASA网络获得当地各月水平面上的平均日辐射及月平均
温度数据，结合安装角度和方位角通过以下公式进行计算最佳倾角和25年发电量(公式取自QXT
89-2008太阳能资源评估方法、GB50797－2012
光伏发电站设计规范)。
[0057] 具体地，所述电站投建方案设计模块设计每块光伏组件的最佳安装角度的方法包括：将经纬度信息输入NASA网络以获取历年当地水平面的平均日辐射；将所述水平面的平均日辐射输入现有的软件系统，得到具体某一年(y)中的第几天(N)的水平面太阳能总辐射量最大；根据所述年份(y)和日序(N)，得到对应的太阳赤纬(δ)，并将所述太阳赤纬的余角(90°-δ)作为每块光伏组件的最佳安装角度。
[0058] 其中，所述太阳赤纬利用以下公式计算得到：
[0059] δ＝0.3723+23.2567·sinx+0.1149·sin2x-0.1712·sin3x-0.7580·cosx+0.3656·cos2x+0.0201·cos3x，其中，x＝2π×(N-N0)/365.2422，
[0060] 其中，N0＝79.6764+0.2422(y-1985)-INT[0.25×(y-1985)]；
[0061] 式中：δ为太阳赤纬(单位为rad)；N为日序，取值范围为1-366；y为年份；INT[]为取整函数。
[0062] 三、数据模拟模块
[0063] 建立基本电站模型，以现有的电站为数据库，对拟建设电站进行测评，通过大量的数据对比和实时观察对软件进行系数矫正，提高的计算准确性，得出投资回报率及收益情况，为设计和开发提供相应的数据，为判断提供数据支撑；
[0064] 用户也可通过数据模拟查看拟建设电站的投入产出情况，更直观的体检电站建成后的效果。
[0065] 四、碳足迹模块
[0066] 光伏发电是将太阳能转
化成电能的过程，在整个工艺流程中，不产生气体、[0067] 液体、固体废弃物等方面的污染物，也不会产生大的噪声污染。以电站的发电效率、发电量及耗能情况，同燃煤火电站相比，按标煤煤耗400g/kWh计，将相同发电量转化为标准煤、SO2、CO2等排放量的节能分析。
[0068] 五、视频监控模块
[0069] 单独的电站建立独立的视频监控网络，接入大数据后台，用户可直接从视频监控接口调取相对应的电站视频监控，提高电站的无人化管理，也大大提高了现场的巡查角度和效率。
[0070] 六、故障诊断模块
[0071] 通过电站反馈的数据，对数据运用故障诊断技术进行故障诊断，用户可凭故障诊断结果做出最直接最准确的维修策略，提高运维效率，减小或避免故障扩大化。
[0072] 七、设施管理模块
[0073] 根据所述数据库模块存储的数据结果，调取与特定账号相关的电站侧设备信息；和/或向所述电站侧数据采集模块发送对站内设备的远程操控指令，具体地，通过电站监控网络采集电站侧的设备的相对应的各项数据，如逆变器、汇流箱、低压柜、变压器、高压柜等等，存入平台数据库。用户可根据账号信息直接从
网站上调取电站侧的设备信息，若安装有视频监控装置的也可根据所述视频监控模块直接调取视频监控录像信息。从内外两方面对运行设备的工作状态和运行环境进行监控管理。同时用户可根据实际情况对远方设备进行远程操控，指令通过交互网络下达至站内通讯管理机，通过管理机到达接受指令的设备，若设备上安装有自动化装置的即可进行远程操控。
[0074] 如图2所示，所述网络管理服务器为云计算中心，所述管理系统还包括与所述云计算中心连接的一个或多个远程管理PC端或手机监控客户端。光伏服务网络发展平台将各个电站采集的数据，通过电站侧的监控网络统一经过GPRS远传至平台后台，平台后台对数据进行分析存入数据库。同时在用户侧为用户提供手机APP应用和本地应用，方便用户本身的电站运维和管理。通过手机APP或本地应用即可对电站侧的运行数据进行查看，又可对电站侧的通讯管理机下达操作指令，通过数据交互网络可实现对电站的远程操控。
[0075] 八、专家支持模块
[0076] 平台提供人工专家支持接口，用户可通过人工通道与专家一对一咨询实现与在线专家的网络即时通讯。
[0077] 九、投资分析模块
[0078] 用户可通过投资分析接口填写项目信息表：
[0079]
[0080]
[0081]
[0082] 随即网站会对电站的投资进行技术、建设及经济多方面计算分析，具体计算理论依据为：
[0083] 依据国家、部门及浙江地区现行的有关文件规定、
费用标准等，设备价格按最新市场价计列，当地材料价格按浙江地区计列，编制的依据如下：
[0084] 1-可研设计阶段的图纸及设备、材料清单；
[0085] 2-《陆上
风电场项目估算定额》NB/T 31010-2011；
[0086] 3-《陆上风电场项目设计估算编制规定及费用标准》NB/T 31010-2011；
[0087] 4-《风电场项目勘察设计收费标准》NB/T 31007-2011。
[0088] 费率指标包括：
[0089] (a)建筑及安装项目费由直接费(含直接项目费和措施费)、间接费、利润及税金组成，采用国家能源局发布的《陆上风电场项目设计估算编制规定及费用标准》(NB/T31010-2011)内的相关规定计算。
[0090] 建筑项目：单价合计＝直接费+间接费+利润+税金措施费包括有冬雨季施工增加费、夜间施工增加费、临时设施费、特殊地区。
[0091] 施工增加费、施工工具用具使用费、安全文明施工措施费和其他费。
[0092] 措施费费率：
[0093]措施费名称 计算基础 费率
冬雨季施工增加费 人工费+机械费 V地区：6.82％
夜间施工增加费 人工费+机械费 0.22％
临时设施费 人工费+机械费 V地区：6.68％
特殊地区施工增加费 人工费+机械费 高海拔：2.34％
施工工具用具使用费 人工费+机械费 1.34％
安全文明施工措施费 人工费+机械费 3％
其他费 人工费+机械费 1.86％
[0094] 间接费费率：
[0095]项目类别 计算基础 费率
土方项目 人工费+机械费 21.28％
石方项目 人工费+机械费 206％
混凝土项目 人工费+机械费 40.98％
钢筋项目 人工费+机械费 39.93％
基础处理项目 人工费+机械费 28.86％
砌体砌筑项目 人工费+机械费 34.02％
[0096] 利润＝(人工费+机械费+措施费+间接费)*10％；
[0097] 税金＝(直接费+间接费+利润)*税金税率；
[0098] 安装项目：单价合计＝直接费+间接费+利润+税金；
[0099] 措施费费率：
[0100] 冬雨季施工增加费，计算基数：人工费+机械费
[0101] Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
线路项目 2.21％ 3.50％ 4.71％ 6.22％ 6.94％
其他设备 2.54％ 3.59％ 5.46％ 7.21％ 8.04％
[0102] 夜间施工增加费：
[0103] 计算基数 费率
线路项目 人工费+机械费 0.15％
其他设备 人工费+机械费 0.35％
[0104] 临时设施费：
[0105] Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
线路项目 2.15％ 2.39％ 2.49％ 2.59％ 2.73％
其他设备 0.63％ 0.7％ 0.73％ 0.76％ 0.8％
[0106] 安全文明施工措施费：
[0107] 计算基数 费率
线路项目 人工费+机械费 1.5％
其他设备 人工费+机械费 2.0％
[0108] 施工工具用具使用费：
[0109]
[0110]
[0111] 其他费
[0112] 计算基数 费率
线路项目 人工费+机械费 2.4％
其他设备 人工费+机械费 2.3％
[0113] 间接费＝人工费*108％；
[0114] 利润＝(人工费+机械费+措施费+间接费)*10％税金＝(直接费+间接费+利润)*税金税率；
[0115] (b)基本预备费、贷款利率
[0116] 基本预备费：按1％考虑，取费基础为设备及安装项目、建筑项目与其他费用三部分之和。
[0117] 价差预备费：根据原国家计委(计投资【1999】1340号文)《国家计委关于加强对基本建设大中型项目估算中“价差预备费”管理有关问题的通知》精神，投资价格指数按零计算。
[0118] 通过财务公式计算输出项目财务指标汇总表，如下：
[0119]
[0120]
[0121] 同时后台也将通过项目基本数据从大数据平台调取相类似的电站进行数据比对，并根据实时的成本进行数据分析，得出分析结论，大大简短了项目的可行性研究。本平台也提供一对一经济分析师为用户提供更为可靠的优质服务。
[0122] 本发明的光伏服务网络发展平台将依托互联网技术和大数据平台建立可靠的信息网络平台为光伏电站从信息查询、项目开发、经济分析、设计建设、后期运维、专家咨询等提供全方位全领域的数据支撑并兼顾已建设电站的运维监控等业务，大大地加强了光伏电站建设的综合效应，也为电站建成后的运行提供了可靠的技术支持和数据支撑。
[0123] 本发明综合了市面上计算软件、公司后台、设计公司、专家团队等多方面资源，将光伏电站建设更直观更透明的体现给用户。并为光伏电站建设提供最精准的设计方案及投资收益分析，为电站投资建设提供第一时间的数据分析和可行性研究，并集成电站运维后台的各项数据，对电站监控和故障诊断做出准备判断，减小了电站的运维成本。数据库的建立让各个电站的数据有集中处理及分析的能力，并对已建电站的优劣进行准确判断。
[0124] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
