[发明专利]一种光伏发电储能设备故障风险指数预测装置及预测方法

权利要求书

1.一种光伏发电储能设备故障风险指数预测装置，包括信号采集单元、字信号处理单元、A/D转换单元、4G通信传输单元和人机交互信息显示单元，其特征在于信号采集单元的输出端口与A/D转换单元的输入端口相连，A/D转换单元的输出端口与数字信号处理单元的数据输入端口相连，数字信号处理单元的数据输出端口分别与人机交互信息显示单元输入端口、4G通信传输模块的输入端口相连；

所述信号采集单元包括运行时间计时器、振动频率传感器、温度传感器、噪声传感器、放电电流传感器，运行时间计时器输出端口、振动频率传感器输出端口、温度传感器输出端口、噪声传感器输出端口、放电电流传感器输出端口分别与A/D转换单元的输入端口相连。

2.根据权利要求1所述一种光伏发电储能设备故障风险指数预测装置，其特征在于所述时间计时器采用DS12C887型号时钟芯片，振动传感器采用STA9200A型号，放电电流传感器采用DHC03B型号，温度传感器采用HE-200型号。

3.根据权利要求2所述一种光伏发电储能设备故障风险指数预测装置，其特征在于所述A/D转换单元采用TLC2543串行A/D转换器，数字信号处理单元DSP采用TMS320F2812芯片，4G通信传输单元采用ME3760型号的LTE模块，人机交互信息显示单元采用HG1286402C型号的液晶显示模块；

运行时间计时器、振动传感器、温度传感器、噪声传感器、放电电流传感器的输出端分别经过信号转换电路后连接到A/D转换器TLC2543的输入端AIN0-AIN4，A/D转换器TLC2543的输出端EOC、I/O、IN、OUT、CS分别对应连接到DSP芯片TMS320F2812的XA1-XA5引脚，TMS320F2812的XD0-XD7引脚分别与液晶显示模块的D0-D7对应连接，TMS320F2812的XD10-XD14引脚与液晶显示模块的RS、RW、CS1、CS2、EN对应相连接，TMS320F2812的XD15，XD16引脚与4G通信模块ME3760的DATA、DATA1端对应相连，4G通信模块的ATN1端通过天线将数据传送到远方调度。

4.根据权利要求3所述一种光伏发电储能设备故障风险指数预测装置，其特征在于所述信号转换电路采用TLC4501芯片。

5.一种光伏发电储能设备故障风险指数预测装置进行预测的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：对光伏发电储能设备的运行时间、振动频率、温度、噪声、放电电流5个数据进行5次测量，其中运行时间单位为小时、振动频率单位为赫兹，温度单位为摄氏度、噪声单位为分贝、放电电流单位为安培，得到5组离散有序时间序列作为输入量：

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)]]>

步骤2：对式(1)的时间序列进行标准化处理：

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

步骤3：建立可靠性模型

串联可靠度模型为：

Rs(x)=1-Πi=1n[1-e-λix]---(3)]]>

并联可靠度模型为：

Rs(x)=Πi=1ne-λix=e-Σi=1nλix---(4)]]>

并串联可靠度模型为：

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

串并联可靠度模型为：

Rs(x)=1-Πi=1n[1-Πj=1mRij(x)]---(6)]]>

故障率λ_i为常数0.12.

步骤4：计算可靠度的上下限值

n＝5,m＝5，可靠度上限为：

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

其下限模型为：

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

步骤5：计算判断停止条件为：

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

式中，ε等于0.075。

步骤6：计算光伏发电储能设备故障风险指数值：CNI＝R(x)

步骤7：将光伏发电储能设备故障风险指数值：CNI＝R(x)的预测结果通过液晶模块显示并通过4G传输模块发送至远方调度终端，以便维修人员及时进行检修。