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摘要：近年来，随着我国科学技术和社会经济不断的提高，国家越来越重视电力扶贫项目，光伏电站是解决我国很多贫穷地区生活用电的重要途径。目前，这些偏远地区存在光伏电站不容易值守等诸多问题，只有解决了这些问题，才能更好地实现我国经济水平的均衡发展。因此，光伏电站的远方监控是当前需要解决的重要问题，通过大数据分析技术设计光伏监控系统，该监控系统采用DSP进行实时数据采集，对监控中心进行实时监控。文章阐述了大数据分析技术和光伏扶贫电站智能监控系统的概念，并且针对光伏发电站出现的问题，利用大数据分析技术进行数据处理，为光伏扶贫电站日常情况进行实时监控和管理。
关键词：大数据分析技术；扶贫电站；智能监控；应用研究
本文引用格式：张清小.大数据分析技术在光伏扶贫电站智能监控系统中的应用研究[J].教育现代化，2019，6（92）：250-252.
为了保障光伏扶贫电站的正常运行，减少光伏发电随机化问题对电力系统的影响，如果要想完成这一目标，就要随时了解光伏电站的运行情况。但是怎么样才能随时了解运行情况呢？本文在光伏扶贫电站建立起一套完整的光伏发电智能监控，这套监控系统可以通过大数据分析技术有效的监控和预测光伏发电站的日常情况，并且为光伏电监控系统的制定方案提供主要的数据。受自然条件的约束，我国很多偏远以及贫困地区不能正常使用生活用电，因此，为了解决缺电问题，国家提出扶贫光伏计划，投入大量的资金为大量的缺电地区建立光伏电站，为人们的正常生活提供了有利的保障。
一 大数据分析技术和光伏扶贫电站智能监控系统的概念
（一）大数据分析技术
大数据分析技术指的是对规模巨大的数据进行分析和研究，获取数据来让人类对可视化分析和数据做出一些判断和决定，大数据分析与储存和管理可以保障一个良好的预测分析结果。大数据是信息时代行业的最火热的名词，对数据进行分析和安全管理，成为很多行业人士所追求的商业利润和价值。对大数据进行分析，通过分析的数据，产生重要的价值，对大数据分析产生想象，因此，大数据分析技术在信息技术行业占领着重要的地位，能决定最终的信息是否有价值的确定性因素。
（二）光伏扶贫电站智能监控系统
光伏扶贫电站智能监控系统是由监控中心和光伏电站监控单位组成的。对光伏电站运行参数电池电压、电流、输出电压进行实时检测，并将数据通过信号到送到监控中心，实现了光伏扶贫电站的运行情况的实时监控。近年来，我国在每个地方都加大了基础设施建设，对于电力设施方面的投资，在电力扶贫反面取得了成果，很多地区都大幅度地增加了电网覆盖率。光伏发电系统是一个不好控制的系统，会随时对电网造成破坏和冲击，为了刚好的发挥光伏电站的效率，就需要通过大数据分析技术对光伏电的实际运行情况进行有效的管理和实施监控，按照实际情况，分析随机出现的问题，及时解决电力系统问题，从而保障人们正常的用电情况。
二 光伏扶贫电站存在的问题和数据分析监控系统功能应用设计
（一）光伏扶贫电站存在的问题
由于光伏电站一般建在地理环境比较偏远的地区，并且地理环境和自然条件十分的恶劣，不能用传统的人工监控方式对光伏电站进行24小时值守，监控光伏电站运行情况。其次，光伏电站故障率最高的设备就是蓄电池，如果对蓄电池维护管理不到位，会让蓄电池的正常运行造成影响，提前失去使用效果，造成光伏电站不能正常运行等情况发生，从而影响人们正常生活用电。其次，光伏发电系统很容易受到环境因素的影响，电池受到电压受到温度影响，随着温度的升高而降低输出功率，另一方面，光伏系统输出电压受太阳光角度的因素，其输出的电业也会达到最大。所以，建立光伏电站智能监控系统是非常有必要的，通过大数据分析技术，对光伏电站进行实时监控和管理，随时了解光伏电站的运行状况，可以有效地保障贫困地区人民的正常生活用电以及光伏电站安全运行有着重要的现实意义。
（二）光伏电站监控系统功能要求
首先，监控系统应该具备数据采集、故障检测、电池管理、数据储存、远程监控5个方面功能。数据采集实时采集蓄电池输出的电压、电力等情况，还有电梯的温度、环境温度，以及配电开关的情况等等。其次，对光伏电站进行实时检测设备运行的情况，当设备发生故障和问题时，应该通过远程监控系统发出故障信号，同时维修人员及时处理故障，这样才能保证光伏电站的正常运行。然后再根据蓄电池的工作特征，选择适宜的充电方式，提升电池使用时间，当电池终止电压时，应该立即切断电源，这样才能保证蓄电池不会被损坏。再者，对于数据储存功能，将光伏电站的运行数据实时的储存在数据库中，当智能监控系统出现问题或者故障时，可以将运行数据传输到远方监控中心，监控中心通过数据库中的数据进行故障分析和故障定位，及时的找出解决故障的方案。最后，远程监控功能应该保障远方健康中心对光伏电站的远程监控和运行状况实时监控和管理，远程监控应该具备远程监测、遥控的等功能。
（三）光伏监控系统的硬件设计
光伏发电系统是一个联系系统，在每一个时间段，每一时刻对系统状态的准确预测和监控，能够对光伏发电系统进行实时的监控和日常管理，这样才能保证光伏发电系统正常顺利的运行。光伏监控系统主要利用电力电子技术对光伏电站周围的环境和数据进行监控和管理。
对电路、通信接口、主要控制系统芯片、传感器进行检测和管理，本系统主控芯片主要采用DSP芯TMS320F2407和数字温度传感器DS18B20来实现和监测，这样可以提高预测的准确度。数字温度传感器DS18B20可以监测太阳电池板在太阳光照射下来确定电流大小，传感器利用风推动叶片来产生电流，经过信号调节转化为电压信号，利用检测电压信号来获得风速值，通信接口主要负责数据之间的传输，而主控系统芯片利用转换功能把模拟信号转换为数字信号，数字信号通过控制芯片数据处理来监测环境数据的大小，对数据进行有效的储存，并且可以增大数据的储存量。光伏发电监控系统硬件结构如图1所示。
（四）数据应用和决策支持
在光伏电站运行系统中，数据有两个方面的作用，首先从海量的数据中统计出有效道德信息，建立起各个子集数据，再对数据表中的综合性数据进行分析和处理，其次，再研究不同区域之间关系，对设定的区域的数据进行预测，再对数据进行分析和处理，来找出数据的相关性原则。其次，数据分析技术在光伏电站运行系统中占领着重要的位置，通过对光伏电站运行中储存中的数据进行分析和处理，再做出决策。如果系统出现故障，也会产生故障数据信息，实现支持系统故障的诊断数据，数据分析技术有着决策系统，结合理论数据库对数据进行分析和处理，最终做出判断。
三 大数据技术分析光伏监控系统
（一）数据采集单片机
单片机系统的功能就是对光伏设备进行数据采集，然后再进行数据分析，最后实施数据发送三个重要步骤工作。数据分析以后通过信息网络发送到数据中心，单片机与数据中心每次数据传输都有感应功能，这样才能更好地保证数据信息被数据中心收到，其次，单片机还具备数据储存功能，当GPRS网络通信不在线或者故障时，能够自动保存数据，待网络恢复时，将自动发送数据。在光伏监控系统中，单片机与其他子系统的结构图如图2所示。
（二）数据系统设计
在光伏监控系统中，整个软件系统的核心部分就是数据服务中心，主要负责几首来自网络的设备数据，随时监听客户端的需求。当有数据传输过来时，将数据自动的存入数据库当中，同时使用大数据技术对数据进行分析，分析完成后再传输到远方监控中心，如果有监控设备故障时，也会实时传送到远方监控中心。其次，监控及回控命令服务将处理客户端发送到数据服务系统的命令，同时还包含了客服在线请求和控制的指令，服务器通过客户端发送的在线请求来判断客户端是否在线，并且判断设备数据是否传输完毕，服务器再将监控客户发出的指令来控制光伏设备，从而达到光伏设备正常运行的状态目的。最后就是统计查询服务端，负责监听客户端对数据库查询请求，利用这项服务，可以全面了解扶贫光伏电站的整体运行情况，从而保障人们的正常用电。利用数据进行数据分析的方法有很多种，可以从不同的角度对数据进行分析，比如变化、特征、分类、分析等。
（三）监控中心和数据诊断分析
监控中心主要是对设备数据进行观看和分析，提供用户和设备的使用情况的画面，监控中心主要具备以下几个功能，监控数据展示、监控数据故障报警、用户管理权限、地理环境信息数据采集等。其次，随着信息技术的迅速发展，越来越多的现场数据被储存与实时数据库中，光伏发电亦是如此，数据背后都包含着可以改善系统运行和解决系统运行故障的知识和途径，大数据分析技术是具有研究价值和意义的。由于大数据本身的特点，数据量庞大、多样性等特点，海量的数据给人工分析和处理带来了很大的挑战和困难，所以，电力企业所有的决策不仅仅是根据丰富的数据库，还要根据决策者的分析能力。而数据分析技术有效地解决了光伏监控系统建设的问题，通过大数据分析，来分析相关有用的数据信息，来进行分析和决策，利用流程数据分析出来的知识来设计光伏监控应用系统，让计算机代替人工做出判断和决策。
（四）状态监测和维修计划
光伏电站状态监测是通过测定设备在运行过程只能够反映出来的数据和参数来分析状态是否正常或者有故障隐患等。对光伏发电系统进行状态监测和故障诊断，对数据和参数进行对比和分析，参照模型参数，如果超过正常值，那么光伏电站就已经出现故障，并且模型参数还可以找出故障的定位。并且发现系统潜在的隐患故障和原因，从而提出维修建议，节省了维修成本，还缩短了维修时间，避免更大的事故和故障发生，在一定的范围内合理安全维修计划和时间，以免光伏电站故障给经济造成损失，给人们的正常用电生活带来影响。
四 智能监控系统对光伏电站监控的结论
通过大数据分析技术对光伏电站设计智能监控系统，实践证明，监控系统最大限度地节省了资源，降低了光伏电站存在的潜在故障隐患，同时通过对光伏电站正常运行实施监控和日常管理，获取数据。并且通过对数据分析发现电池安装角度和温度、环境温度以及风速都有关系，并且建立了相关分析模型，为光伏结构零件厂家设计出高效率的光伏电池提供了一个数据参考。智能监控系统，不但可以有效地获取光伏电站的正常运行情况和实时数据，还便于监测和监控光伏电站。同时，监控系统可以将故障信息实时报警，并且及时提醒维修人员及时排除故障，减少经济损失。监控系统软件还考虑到数据安全问题，自动定时备份数据，避免数据意外丢失。因此光伏发电智能监控系统很好地实现了对光伏电站的监控和管理，不仅提升了工作效率，还节省了大量的劳动力和资源。
五 结束语
总而言之，数据分析技术是当今信息技术领域研究的一个新课题，数据分析技术在各个行业和领域都得到了广泛的应用。而数据分析技术在光伏扶贫电站智能监控系统中也起到了重要的作用，数据分析的结构的准确性和灵活性解决了监控光伏电站中的实时故障，同时根据故障提出有效的解决方案，在光伏电站的运行系统中，数据分析技术发挥了淋漓尽致的作用，在光伏系统领域发展也成为必然的新趋势。对于光伏电站而言，对发电系统各类数据实时可视化监控和管理，显得尤为重要，因为它为偏远地区贫困人们的正常生活用电提供了一份有利的保障。本文针对光伏系统的海量数据，对数据进行分析和处理，对光伏发电日常管理和监控提供有效的数据，从而判断光伏电站的整体运行情况。光伏产业不仅是国家扶贫的产业项目，更是一个可持续发展产业。随着我国科学技术的发展，将最新的检测和控制方法应用到实际当中来，对光伏电站进行实时监控和管理，让数据分析技术发挥出更大的作用。通过对光伏电站建设智能监控系统，对于国内外的光伏电站而言，都有很大的反响和效果，并且更好地促进了国家的智能电网的发展和建设，都有重要的意义和作用。
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