光伏电站电力传输用可视化供电预警系统的制作方法

1.本发明涉及电力系统可视化技术领域，具体为光伏电站电力传输用可视化供电预警系统。


背景技术：

2.随着全球环境污染的加剧以及资源的不断锐减，发展新能源已经是一种不可避免的趋势。光伏发电因其资源用之不竭、清洁环保且不受地域限制，加之建设周期短等优点，在长期的能源战略中具有重要的地位。光伏电站的平稳运行，不仅仅需要各个光伏模块的正常运行，也需要各模块协调作业。在监控各个光伏模块的运行状态时，需要使用一种管理系统保证光伏电站的正常运行，并通过管理系统对供电故障进行预警可视化显示，将电力传输故障数据通过可视化图像进行直观显示，便于技术人员和管理人员对光伏电站电力传输情况和预警进行直观的了解。
3.传统的光伏电站电力传输预警系统数据处理方式是将光伏电站实时数据通过socket通信将数据传回至服务器端，客户端使用ajax架构的通信方式，主要以异步javascript和xml数据形式向服务器请求数据，以此在web浏览器或者手机app中进行可视化显示，此方法受限于ajax通信方式自身不断向服务器轮询新数据的工作原理，不能及时处理客户端多并发、多连接情况，且容易造成数据的丢失，进而对供电预警可视化数据显示的完整性与准确性造成影响。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，解决了传统光伏电站电力传输预警可视化系统在连接多个数量移动终端时，由于采用ajax通信方式，造成的数据丢失和反应迟钝的问题，保证了供电预警可视化数据显示的完整性与准确性。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，包括电站中的各硬件设备和可视化系统，其特征在于：所述电站中的硬件设备连接至可视化系统，所述可视化系统连接有服务器，所述服务器连接有移动终端；
8.所述可视化系统用于实现电站实时数据存储、故障统计数据查询、电站实时数据显示和电站电力传输预警的功能；
9.所述服务器与移动终端之间使用5g链路建立ipsec通道。
10.优选地，所述可视化系统还用于实现数据可视化处理的功能，所述数据可视化处理具体包括异常情况提醒，所述异常情况提醒具体包括对一号电站实时数据、二号电站实时数据和三号电站实时数据的异常提醒，所述一号电站实时数据包括环境检测仪、智能电源、一号逆变器和箱式变压器产生的实时数据，所述二号电站实时数据包括二号逆变器、智
能电表、智能气象站产生的实时数据，所述三号电站实时数据包括箱式变电站、汇流箱和三号逆变器产生的数据。
11.优选地，所述异常情况提醒的过程具体包括：预先设立阈值，将所述设立阈值与所述电站实时数据比较，以确定是否发出预警警报，并在发出预警警报时通过可视化系统进行警报可视化显示。
12.优选地，所述数据可视化处理的过程具体包括：对电站实时数据进行收集，将收集到的电站实时数据放入kafka消息队列，对所述kafka消息队列进行spark流式处理，将所述spark流式处理后的数据进行websocket数据推送，将所述websocket数据推送的数据进行web前端实时数据可视化和移动app端实时数据可视化。
13.优选地，所述光站实时数据存储的过程具体包括：将故障的数据存储在mysql数据存储中，以及将未发生故障的数据存储在hbase数据存储中。
14.优选地，所述故障统计数据查询具体包括mysql数据查询和hbase数据查询，所述mysql数据查询和hbase数据查询的结果在前端页面echarts进行可视化绘图。
15.优选地，所述电站实时数据显示的过程具体包括：在所述电站实时数据显示更新时通过websocket更新数据推送更新后的数据，以在web前端可视化页面重绘，以及在所述电站实时数据未更新时维持现有可视化界面。
16.工作原理：运行时，可视化系统通过将采集的一号电站实时数据、二号电站实时数据和三号电站实时数据进行异常情况提醒检测，测试后的数据结果进行数据可视化处理，使结果显示更加直观便于查看，可视化处理后的直观显示的数据和预警结果通过移动终端利用5g网络进行查询；
17.可视化系统包含光站实时数据存储、故障统计数据查询、光站实时数据显示和光站电力传输预警多个功能，先对光站实时数据进行辨别，判断是否为故障数据，故障数据进行mysql数据存储，对于非故障数据进行hbase数据存储，存储的故障数据便于查询测试，前端页面显示根据故障数据进行echarts可视化绘图，将故障数据以图像的形式直观地表现出来，同时前端页面显示的界面定期根据websocket更新数据推送进行更新重绘。
18.(三)有益效果
19.本发明提供了光伏电站电力传输用可视化供电预警系统。具备以下有益效果：
20.1、系统通过采取kafka、spark和websocket相结合的方式，使数据接入服务器时会将实时数据先写入支持快速持久化、高吞吐、完全分布式的kafka消息队列，避免客户端发生多并发、多连接情况，并采用可提供海量数据交互式查询的spark分布式计算框架，加快数据预处理过程，减少响应时间，同时采用websocket数据推送方式，所推送的数据将作为web浏览器或手机app客户端可视化数据源的实时数据，避免客户端不断轮询服务器所产生的压力，加快了系统反应时间，保证率数据传输稳定，进一步提升供电预警可视化数据显示的完整性与准确性。
21.2、本发明提供了光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，该系统所提出的光伏电站电力传输供电预警可视化系统可实现多个光伏电站高并发数据请求条件下的实时数据监控及可视化展示，作为光伏电站的运维管理工具，其能准确提供设备的实时运行状况，对出现的供电故障进行预警，大大节省了管理和维护光伏电站所需时间及人力成本。
22.本发明提供了光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，该系统的工作核心在于
解决光伏产品关键数据的接收、存储及展示，后续将充分利用已有的历史数据并结合大数据相关技术对光伏电站各个元件的健康状况进行预测，以实现光伏电站的智能化管理。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
24.图1为本发明总体架构示意图；
25.图2为本发明系统组成示意图；
26.图3为本发明数据处理流程示意图；
27.图4为本发明可视化系统功能示意图；
28.图5为本发明光站实时数据存储流程示意图；
29.图6为本发明故障统计数据查询流程示意图；
30.图7为本发明光站实时数据显示流程示意图；
31.图8为本发明光站电力传输预警流程示意图。
32.其中，1电站硬件设备；2可视化系统；3服务器；4移动终端；5光站实时数据存储；6故障统计数据查询；7光站实时数据显示；8数据可视化处理；9一号电站实时数据；10二号电站实时数据；11三号电站实时数据；12环境检测仪；13智能电源；14一号逆变器；15箱式变压器；16二号逆变器；17智能电表；18智能气象站；19箱式变电站；20汇流箱；21三号逆变器；22数据收集；23kafka消息队列；24spark流式处理；25websocket数据推送；26web前端实时数据可视化；27移动app端实时数据可视化；28mysql数据存储；29hbase数据存储；30mysql数据查询；31hbase数据查询；32前端页面echarts可视化绘图；33websocket更新数据推送；34web前端可视化页面重绘；35维持现有可视化界面；36异常情况提醒；37设立阈值；38实时数据比较；39发出预警警报；40警报可视化显示；41光站电力传输预警。
具体实施方式
33.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。
34.实施例：
35.如图1-8所示，本发明实施例提供光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，包括电站中的各硬件设备1和可视化系统2，电站中的硬件设备1连接至可视化系统2，可视化系统2连接有服务器3，服务器3连接有移动终端4，技术人员和管理人员可通过注册的权限用户账号在移动终端4上进行远程登录，对电站硬件设备1运行参数和具体情况进行查看，同时可视化系统2也对电力传输过程中的故障情况进行处理，实现供电预警功能，并通过连接于服务器3的移动终端4对管理人员进行提醒；
36.可视化系统2用于实现电站实时数据存储5、故障统计数据查询6、电站实时数据显示7和电站电力传输预警41的功能，光伏电站的所有运行数据通过配套的5g无线路由器经
安全可靠的ipsec隧道回传给服务器3进行解析，并对光伏实时预警数据进行可视化处理，且支持处理的结果在台式机、笔记本电脑上或手机及pad客户端进行展现。
37.可视化系统2还用于实现数据可视化处理8的功能，数据可视化处理8具体包括异常情况提醒36，异常情况提醒36具体包括对一号电站实时数据9、二号电站实时数据10和三号电站实时数据11的异常提醒，一号电站实时数据9包括环境检测仪12、智能电源13、一号逆变器14和箱式变压器15的实时数据，二号电站实时数据10包括二号逆变器16、智能电表17、智能气象站18的实时数据，三号电站实时数据11包括箱式变电站19、汇流箱20和三号逆变器21的实时数据，可视化系统2在对一号电站实时数据9、二号电站实时数据10和三号电站实时数据11统计汇总数据处理后进行异常情况提醒36；
38.异常情况提醒36的过程具体包括：预先设立阈值37，将设立阈值3与电站实时数据比较38，以确定是否发出预警警报39，并在发出预警警报39时通过可视化系统进行警报可视化显示40，数据可视化处理8的过程具体包括：对电站实时数据进行收集22，将收集到的电站实时数据收集22放入kafka消息队列23，对kafka消息队列23进行spark流式处理24，将spark流式处理24后的数据进行websocket数据推送25，将websocket数据推送25的数据进行web前端实时数据可视化26和移动app端实时数据可视化27。系统通过采取kafka高性能跨语言分布式发布/订阅消息队列系统、spark开源的类mapreduce的通用并行框架和websocket下一代客户端－服务器的异步通信相结合的方式，使数据接入服务器3时会将实时数据先写入支持快速持久化、高吞吐、完全分布式的kafka消息队列23，避免客户端发生多并发、多连接情况，从kafka消息队列23获取到实时数据后，采用可提供海量数据交互式查询的spark分布式计算框架，加快数据预处理过程，减少响应时间，同时采用websocket数据推送25方式，所推送的数据将作为web浏览器或手机app客户端可视化数据源的实时数据，避免客户端不断轮询服务器3所产生的压力；
39.电站实时数据存储5的过程具体包括：将故障的数据存储在mysql数据存储28中，以及将未发生故障的数据存储在hbase数据存储29中，故障统计数据查询6具体包括mysql数据查询30和hbase数据查询31，mysql数据查询30和hbase数据查询31的结果在前端页面echarts进行可视化绘图32，电站实时数据显示7的过程具体包括：在所述电站实时数据显示更新时通过websocket更新数据推送33更新后的数据，以在web前端可视化页面重绘34，以及在电站实时数据未更新时维持现有可视化界面35，采取mysql与hbase非机构化数据库相结合的方式进行数据存储，有利于满足后期光伏电站扩容及存储所有实时数据的需求，服务器3端接收的光伏实时数据将全部存储至hbase中进行备份，保证高可靠性的安全存储，对于常量的查询数据，由于mysql的速度比hbase的快，故光伏故障与统计数据将在spark中计算后存储到mysql数据库中，使架构更加合理，有利于减少响应时间；
40.服务器3与移动终端4之间使用5g链路建立ipsec通道，利于在数据并发量大的情况下保证数据传输的稳定性。
41.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者
设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
42.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，包括电站中的各硬件设备和可视化系统，其特征在于：所述电站中的硬件设备连接至可视化系统，所述可视化系统连接有服务器，所述服务器连接有移动终端；所述可视化系统用于实现电站实时数据存储、故障统计数据查询、电站实时数据显示和电站电力传输预警的功能；所述服务器与移动终端之间使用5g链路建立ipsec通道。2.根据权利要求1所述的光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，其特征在于：所述可视化系统还用于实现数据可视化处理的功能，所述数据可视化处理具体包括异常情况提醒，所述异常情况提醒具体包括对一号电站实时数据、二号电站实时数据和三号电站实时数据的异常提醒，所述一号电站实时数据包括环境检测仪、智能电源、一号逆变器和箱式变压器产生的实时数据，所述二号电站实时数据包括二号逆变器、智能电表、智能气象站产生的实时数据，所述三号电站实时数据包括箱式变电站、汇流箱和三号逆变器产生的数据。3.根据权利要求2所述的光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，其特征在于：所述异常情况提醒的过程具体包括：预先设立阈值，将所述设立阈值与所述电站实时数据比较，以确定是否发出预警警报，并在发出预警警报时通过可视化系统进行警报可视化显示。4.根据权利要求2所述的光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，其特征在于：所述数据可视化处理的过程具体包括：对电站实时数据进行收集，将收集到的电站实时数据放入kafka消息队列，对所述kafka消息队列进行spark流式处理，将所述spark流式处理后的数据进行websocket数据推送，将所述websocket数据推送的数据进行web前端实时数据可视化和移动app端实时数据可视化。5.根据权利要求1所述的光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，其特征在于：所述光站实时数据存储的过程具体包括：将故障的数据存储在mysql数据存储中，以及将未发生故障的数据存储在hbase数据存储中。6.根据权利要求1所述的光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，其特征在于：所述故障统计数据查询具体包括mysql数据查询和hbase数据查询，所述mysql数据查询和hbase数据查询的结果在前端页面echarts进行可视化绘图。7.根据权利要求1所述的光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，其特征在于：所述电站实时数据显示的过程具体包括：在所述电站实时数据显示更新时通过websocket更新数据推送更新后的数据，以在web前端可视化页面重绘，以及在所述电站实时数据未更新时维持现有可视化界面。

技术总结
本发明提供了一种光伏电站电力传输用可视化供电预警系统，涉及电力系统可视化技术。光伏电站电力传输用可视化供电预警系统包括电站硬件设备和可视化系统。该系统通过使数据接入服务器时会将实时数据先写入支持快速持久化、高吞吐、完全分布式的Kafka消息队列，避免客户端发生多并发、多连接情况，并采用可提供海量数据交互式查询的Spark分布式计算框架，加快数据预处理过程，减少响应时间，同时采用WebSocket数据推送方式，避免客户端不断轮询服务器所产生的压力，加快了系统反应时间，保证率数据传输稳定，进一步提升供电预警可视化数据显示的完整性与准确性。化数据显示的完整性与准确性。化数据显示的完整性与准确性。


技术研发人员：缪月森 孟晓强 俞凌天 叶庆 黄建阳 徐玉荣 葛天奇 黄宁洁
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司杭州市余杭区供电公司 国网浙江省电力有限公司杭州供电公司
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/22