光伏电站故障监测系统的设计与实现

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1、硕士学位论文光伏电站故障监测系统的设计与实现DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFAFAULTMONITORSYSTEMFORPHOTOVOLTAICPOWERSTATION沈才良哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TP315学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文光伏电站故障监测系统的设计与实现硕士研究生：沈才良导师：徐晓飞教授申请学位：工程硕士学科：计算机技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cl

2、assifiedIndex:TP315U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFAFAULTMONITORSYSTEMFORPHOTOVOLTAICPOWERSTATIONCandidate：ShenCailiangSupervisor：Prof.XuXiaofeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Compute

3、rTechnologyAffiliation：SchoolofComputerScienceandTechnologyDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着全球能源的日益短缺，光伏发电已经成为世界各地关注的焦点。然而大型光伏电站能够平稳运行，不但需要众多光伏设备协同工作，而且需要这些设备处于“无故障”运行状态。传统上对光伏设备的管理和监测，主

4、要采用网络化监控系统和少量光伏运营人员，但受制于光伏监控系统智能化不足和有限的人力资源，根本无法达到对设备及时、精确地监控，由此可能对光伏电站设备造成安全隐患，甚至引起人员伤害。但是，随着传感器等技术在光伏电站上的应用，整个光伏发电系统积累了大量设备运行故障数据。如何利用光伏发电系统产生的故障数据，经过深度挖掘和分析，来实现对光伏电站智能化生产和监测，是当今光伏行业一个研究热点。本文为了解决大型光伏电站在故障监测方面的智能化需求问题，通过深度挖掘光伏故障数据，利用数据挖掘和MapReduce框架技术

5、，设计和实现了一套面向光伏电站的故障监测系统。论文主要完成以下工作：（1）针对光伏故障数据中存在缺失值的问题，采用了基于K均值的缺失值填充方法，完成了对光伏缺失值数据的处理，提高了可用光伏数据的质量；针对光伏监控系统缺少故障预测模型的问题，采用了基于数据挖掘的分类分析法，建立了光伏故障预测模型，提高了系统预测光伏故障的能力；针对在传统单机计算环境下，挖掘和处理光伏故障数据性能低下的问题，采用了基于MapReduce框架的光伏数据处理机制，提升了系统挖掘故障数据的性能。（2）针对光伏故障监测系统进行了

6、功能性和非功能性需求分析，确定了光伏故障监测系统的业务流程和数据流程。采用模块化的思想，利用Mahout接口和MapReduce机制，设计了系统的三大功能模块，即光伏数据预处理模块、光伏故障预测模型建立模块、光伏设备实时监测模块，并对系统的数据库进行了设计。（3）确定了光伏故障监测系统实现所采用的框架和技术，详细阐述了光伏故障监测系统三大功能模块的实现过程，并对光伏故障监测系统的功能性和非功能性需求进行了测试。综上，本论文设计和实现了光伏电站故障监测系统，并采用相关的性能测试实验，对系统中应用的关键

7、方法和技术进行了实验验证，取得了预期的应用效果。关键词：光伏电站；故障监测；缺失值；预测模型-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththegrowingshortageofglobalenergy,photovoltaicpowergenerationhasbecomethefocusofworldattention.However,large-scalephotovoltaicpowerplantsrunsmoothly,notonlyneedanumberofphotovol

8、taicdevicestoworktogether,butalsoneedthedevicein"nofault"operatingstate.Traditionally,managementandmonitoringofphotovoltaicequipment,mainlyinnetworkmonitoringsystemsandasmallamountofphotovoltaicoperationsstaff,butsubjecttotheintelligent