本發(fā)明涉及光伏管理平臺(tái)，具體為一種光伏建設(shè)用周期數(shù)字孿生輔助管理平臺(tái)。

背景技術(shù)：

1、光伏電站作為一種清潔能源，正逐漸成為全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要組成部分。然而，傳統(tǒng)光伏電站建設(shè)和運(yùn)維過程中存在諸多挑戰(zhàn)，包括信息獲取不及時(shí)、數(shù)據(jù)處理不精確、故障檢測(cè)不及時(shí)、決策支持不全面等問題。傳統(tǒng)技術(shù)主要依賴于人工經(jīng)驗(yàn)和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)分析工具，缺乏系統(tǒng)化、智能化的管理平臺(tái)，難以有效應(yīng)對(duì)復(fù)雜的光伏電站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)環(huán)境。

2、隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其通過建立物理系統(tǒng)的數(shù)字化模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、模擬和優(yōu)化，為系統(tǒng)的全生命周期管理提供支持。然而，目前在光伏電站領(lǐng)域，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用仍處于初級(jí)階段，難以對(duì)光伏電站從建設(shè)到運(yùn)營(yíng)管理的全過程進(jìn)行有效的監(jiān)管和決策指導(dǎo)，其通常只能在光伏電站的工作周期內(nèi)提供一定的故障檢測(cè)作用，而對(duì)于光伏電站的建設(shè)周期內(nèi)遇到的問題并不能提供有效的優(yōu)化決策。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種光伏建設(shè)用周期數(shù)字孿生輔助管理平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)光伏電站建設(shè)和工作全周期內(nèi)的全面、精準(zhǔn)、智能化管理，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種光伏建設(shè)用周期數(shù)字孿生輔助管理平臺(tái)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊、數(shù)字孿生建模模塊、模擬與預(yù)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷模塊、決策支持與優(yōu)化模塊以及用戶界面模塊；

3、所述數(shù)據(jù)采集模塊用于收集光伏電站建設(shè)和運(yùn)行過程中的多源數(shù)據(jù)；

4、所述數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊用于對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理和存儲(chǔ)；

5、所述數(shù)字孿生建模模塊，用于根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)，構(gòu)建光伏電站的數(shù)字孿生體；

6、所述模擬與預(yù)測(cè)模塊，用于對(duì)光伏電站的建設(shè)和運(yùn)行過程進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，提供優(yōu)化方案和策略；

7、所述實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控光伏電站的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行故障診斷和預(yù)警；

8、所述決策支持與優(yōu)化模塊，用于根據(jù)模擬和預(yù)測(cè)結(jié)果，提供建設(shè)和管理的決策支持和優(yōu)化方案，優(yōu)化方案包括建設(shè)方案優(yōu)化以及運(yùn)維策略優(yōu)化；

9、所述用戶界面模塊，用于提供友好、直觀的用戶界面，便于用戶查看光伏電站的實(shí)時(shí)狀態(tài)、歷史數(shù)據(jù)、模擬結(jié)果和決策建議。

10、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊所采集的數(shù)據(jù)包括但不限于環(huán)境數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)和施工進(jìn)度數(shù)據(jù)，能夠?yàn)楹罄m(xù)的數(shù)據(jù)處理、分析和決策提供基礎(chǔ)支持，所述數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)采集方法包括構(gòu)建傳感器網(wǎng)絡(luò)、布置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及無人機(jī)采集，所述數(shù)據(jù)采集模塊的數(shù)據(jù)采集管理方法包括以下步驟：

11、s1：根據(jù)光伏電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需求，制定詳細(xì)的數(shù)據(jù)采集計(jì)劃，并根據(jù)實(shí)際情況和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)采集計(jì)劃；

12、s2：對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，通過數(shù)據(jù)分析和異常檢測(cè)算法，識(shí)別和處理異常數(shù)據(jù)；

13、s3：進(jìn)行數(shù)據(jù)的加密和訪問控制。

14、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)處理方法包括數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)標(biāo)注，且數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)的集成采用包括但不限于邊緣計(jì)算、云計(jì)算以及數(shù)據(jù)管道在內(nèi)的處理方法。

15、優(yōu)選的，所述數(shù)字孿生建模模塊的建模方法包括以下步驟：

16、s1：建立物理模型，基于光伏電站的設(shè)計(jì)圖紙，建立電站的幾何模型，隨后結(jié)合設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，完善物理模型的細(xì)節(jié)，最后將光伏電站的二維設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為三維模型；

17、s2：建立數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，利用光伏電站的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，并結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)更新數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來構(gòu)建和優(yōu)化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型；

18、s3：進(jìn)行混合建模，將物理模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型進(jìn)行集成，形成混合模型，其中，物理模型提供結(jié)構(gòu)和布局信息，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型提供動(dòng)態(tài)行為和性能預(yù)測(cè)，通過對(duì)比模型輸出和實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行模型校準(zhǔn)和優(yōu)化。

19、優(yōu)選的，所述數(shù)字孿生建模模塊所建立的模型包括幾何模型、運(yùn)行狀態(tài)模型、施工進(jìn)度模型、性能預(yù)測(cè)模型以及經(jīng)濟(jì)效益模型，所建立模型的更新與維護(hù)方法包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新、模型校準(zhǔn)、模型版本管理。

20、優(yōu)選的，所述模擬與預(yù)測(cè)模塊的模擬內(nèi)容包括選址模擬以及施工模擬，預(yù)測(cè)內(nèi)容包括發(fā)電預(yù)測(cè)、設(shè)備故障預(yù)測(cè)以及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)，所述模擬與預(yù)測(cè)模塊的模擬預(yù)測(cè)方法包括時(shí)間序列分析、機(jī)器深度學(xué)習(xí)以及模擬仿真。

21、優(yōu)選的，所述實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷模塊所監(jiān)控采集的數(shù)據(jù)包括環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及施工進(jìn)度數(shù)據(jù)，且實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷模塊的故障診斷方法包括故障檢測(cè)、故障定位、故障分類以及故障預(yù)警。

22、優(yōu)選的，所述決策支持與優(yōu)化模塊能夠提供選址決策支持、設(shè)計(jì)優(yōu)化、施工優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化，且決策支持與優(yōu)化模塊的決策和優(yōu)化方法包括大數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化算法和仿真模擬。

23、優(yōu)選的，所述決策支持與優(yōu)化模塊具有決策支持系統(tǒng)，該決策支持系統(tǒng)包括智能決策引擎單元、決策分析工具單元以及可視化決策平臺(tái)單元；

24、所述智能決策引擎單元，用于結(jié)合預(yù)定規(guī)則、分析數(shù)據(jù)和行業(yè)專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)提供決策方案；

25、所述決策分析工具單元，用于對(duì)多種決策方案進(jìn)行情景模擬和比較、分析關(guān)鍵參數(shù)對(duì)決策結(jié)果的影響、進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化分析尋找最優(yōu)方案；

26、所述可視化決策平臺(tái)單元，用于直觀展示決策和優(yōu)化方案。

27、優(yōu)選的，所述用戶界面模塊對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)模塊、數(shù)字孿生建模模塊、模擬與預(yù)測(cè)模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷模塊、決策支持與優(yōu)化模塊進(jìn)行集成和交互式控制。

28、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

29、1.?本發(fā)明的光伏建設(shè)用周期數(shù)字孿生輔助管理平臺(tái)，顯著提升了光伏電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理水平，通過綜合運(yùn)用多類型傳感器、自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集、機(jī)器學(xué)習(xí)增強(qiáng)建模、高維數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)、多源數(shù)據(jù)融合、智能故障預(yù)測(cè)、混合優(yōu)化算法、邊緣計(jì)算和分布式存儲(chǔ)等方法，實(shí)現(xiàn)了光伏電站從數(shù)據(jù)采集、建模、預(yù)測(cè)、監(jiān)控、診斷到?jīng)Q策優(yōu)化的全方位管理，顯著提高了系統(tǒng)的精準(zhǔn)性、智能性和可靠性。

30、2.?本發(fā)明通過多類型傳感器集成和自適應(yīng)數(shù)據(jù)采集頻率，實(shí)時(shí)獲取光伏電站建設(shè)和運(yùn)行過程中的多源數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的全面性和準(zhǔn)確性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析提供基礎(chǔ)支持，并且通過多尺度模型集成和機(jī)器學(xué)習(xí)增強(qiáng)建模，構(gòu)建光伏電站的數(shù)字孿生模型，準(zhǔn)確反映光伏電站的幾何結(jié)構(gòu)、運(yùn)行狀態(tài)和性能，動(dòng)態(tài)調(diào)整模型參數(shù)，提高建模的精度和自適應(yīng)能力。

31、3.?本發(fā)明利用高維數(shù)據(jù)分析和深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)光伏電站的建設(shè)和運(yùn)行過程進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)，提供準(zhǔn)確的發(fā)電量預(yù)測(cè)、故障預(yù)測(cè)和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)結(jié)果，為系統(tǒng)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，并且通過多源數(shù)據(jù)融合和智能故障預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏電站運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障的提前預(yù)警，提升系統(tǒng)的安全性和可靠性，減少停機(jī)時(shí)間和維護(hù)成本。

32、4.?本發(fā)明結(jié)合混合優(yōu)化算法和實(shí)時(shí)反饋控制，提供建設(shè)和運(yùn)營(yíng)過程中的決策支持和優(yōu)化方案，確保光伏電站始終處于最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)，最大化發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)效益。