[發明專利]一種光伏發電儲能設備故障風險指數預測裝置及預測方法

有效

• 申請號: 201410302067.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN105207615B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 齊偉夫;盛光;鞠世博;張健;李勝春;王集
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網遼寧省電力有限公司沈陽供電公司
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司21107
• 代理人: 史旭泰

1.一種光伏發電儲能設備故障風險指數預測裝置，包括信號采集單元、字信號處理單元、A/D轉換單元、4G通信傳輸單元和人機交互信息顯示單元，其特征在于信號采集單元的輸出端口與A/D轉換單元的輸入端口相連，A/D轉換單元的輸出端口與數字信號處理單元的數據輸入端口相連，數字信號處理單元的數據輸出端口分別與人機交互信息顯示單元輸入端口、4G通信傳輸模塊的輸入端口相連；

所述信號采集單元包括運行時間計時器、振動頻率傳感器、溫度傳感器、噪聲傳感器、放電電流傳感器，運行時間計時器輸出端口、振動頻率傳感器輸出端口、溫度傳感器輸出端口、噪聲傳感器輸出端口、放電電流傳感器輸出端口分別與A/D轉換單元的輸入端口相連。

2.根據權利要求1所述一種光伏發電儲能設備故障風險指數預測裝置，其特征在于所述時間計時器采用DS12C887型號時鐘芯片，振動傳感器采用STA9200A型號，放電電流傳感器采用DHC03B型號，溫度傳感器采用HE-200型號。

3.根據權利要求2所述一種光伏發電儲能設備故障風險指數預測裝置，其特征在于所述A/D轉換單元采用TLC2543串行A/D轉換器，數字信號處理單元DSP采用TMS320F2812芯片，4G通信傳輸單元采用ME3760型號的LTE模塊，人機交互信息顯示單元采用HG1286402C型號的液晶顯示模塊；

運行時間計時器、振動傳感器、溫度傳感器、噪聲傳感器、放電電流傳感器的輸出端分別經過信號轉換電路后連接到A/D轉換器TLC2543的輸入端AIN0-AIN4，A/D轉換器TLC2543的輸出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分別對應連接到DSP芯片TMS320F2812的XA1-XA5引腳，TMS320F2812的XD0-XD7引腳分別與液晶顯示模塊的D0-D7對應連接，TMS320F2812的XD10-XD14引腳與液晶顯示模塊的RS、RW、CS1、CS2、EN對應相連接，TMS320F2812的XD15，XD16引腳與4G通信模塊ME3760的DATA、DATA1端對應相連，4G通信模塊的ATN1端通過天線將數據傳送到遠方調度。

4.根據權利要求3所述一種光伏發電儲能設備故障風險指數預測裝置，其特征在于所述信號轉換電路采用TLC4501芯片。

5.一種光伏發電儲能設備故障風險指數預測裝置進行預測的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：對光伏發電儲能設備的運行時間、振動頻率、溫度、噪聲、放電電流5個數據進行5次測量，其中運行時間單位為小時、振動頻率單位為赫茲，溫度單位為攝氏度、噪聲單位為分貝、放電電流單位為安培，得到5組離散有序時間序列作為輸入量：

11.00,12.00,13.00,14.00,1500411.00,419.00,423.00,421.00,446.0019.87,20.87,19.09,20.07,20.19266.54,220.09,263.05,261.90,260.3950.32,40.09,40.37,30.56,30.45---(1)]]>

步驟2：對式(1)的時間序列進行標準化處理：

ysi=si-sminsmax-smin,i=1,2,...,k---(2)]]>

步驟3：建立可靠性模型

串聯可靠度模型為：

Rs(x)=1-Πi=1n[1-e-λix]---(3)]]>

并聯可靠度模型為：

Rs(x)=Πi=1ne-λix=e-Σi=1nλix---(4)]]>

并串聯可靠度模型為：

Rs(x)=Πi=1n[1-Πj=1m(1-Rij(x))]---(5)]]>

串并聯可靠度模型為：

Rs(x)=1-Πi=1n[1-Πj=1mRij(x)]---(6)]]>

故障率λ_i為常數0.12.

步驟4：計算可靠度的上下限值

n＝5,m＝5，可靠度上限為：

Ru(x)=Πi=15Ri(x)[1-Πi=15(1-qi(x))]---(7)]]>

其下限模型為：

Rl(x)=Πj=15Rj(x){1+Σj=15(qj(x)Rj(x))}---(8)]]>

步驟5：計算判斷停止條件為：

R(x)-Ru(x)-Rl(x)(1-Ru(x))(1-Rl(x))<ϵ---(9)]]>

式中，ε等于0.075。

步驟6：計算光伏發電儲能設備故障風險指數值：CNI＝R(x)

步驟7：將光伏發電儲能設備故障風險指數值：CNI＝R(x)的預測結果通過液晶模塊顯示并通過4G傳輸模塊發送至遠方調度終端，以便維修人員及時進行檢修。