Beschreibt die Gründe für Daten-Validierung und -Nacharbeitung

Anstelle eines idealen Datenstroms, welcher in regelmäßigen Zeitintervallen übertragen wird, treten Datenausfälle auf oder die erhaltenen Daten sind erkennbar nicht plausibel. Beispielsweise können Messwerte von Wechselrichtern übertragen werden, die unmöglich zu einer bestimmten Nennleistung passen. Darüber hinaus werden Geräte ausgetauscht, was die kumulierte Energieproduktion plötzlich auf Null zurücksetzt.

PVGuard muss mit all diesen Fehlern umgehen, um genaue und nutzbare Energiedaten darzustellen, auf die sich Anlagenbetreiber und Betriebsführer verlassen können. Die verwendeten Mechanismen wurden von skytron energy über viele Jahre der Überwachung des Betriebs tatsächlicher Anlagen hinweg entwickelt. In den vordefinierten Ansichten werden Energiewerte dargestellt, die auf diesen bereinigten Daten basieren.

Dieses Dokument beschreibt die angewandten Mechanismen, um die Daten zu prüfen und zu bereinigen ohne fehlende oder fehlerhafte Daten zu produzieren.

Beschreibt die Mechanismen für die Nachbesserung von Energiespuren im PVGuard

Die Energiespurkorrektur füllt Datenlücken in Original-Messdaten mittels Interpolation. Dazu wird zu den betreffenden Originalspuren jeweils eine zusätzliche, korrigierte Datenspur angelegt und automatisch gefüllt. Die Originalspuren bleiben immer unverändert erhalten, so dass es jederzeit möglich ist, zwischen berechneten und gemessenen Werten zu unterscheiden und diese zu vergleichen.

Berechnete Spuren sind im PVGuard im Kraftwerke-Explorer (dem unteren Bereich auf der linken Seite) mit dem Symbol f im Wertesymbol zu erkennen, wie in Abbildung 1 für einen typischen Wechselrichter gezeigt. Die Spuren, die sich aus der Korrektur der empfangenen Daten ergeben, werden üblicherweise mit dem Begriff Bereinigt beschriftet.

Abbildung 1. PVGuard Kraftwerke-Explorer

Beschreibt Hauptfunktionen der Energiespurkorrektur in PVGuard.

Bechreibt wie Unstetigkeiten korrigiert werden

Beispiel: Die Originalmesswerte „springen“ plötzlich um einen nennenswerten Betrag nach unten. Ein solches Verhalten kann auftreten, nachdem ein Wechselrichter ausgetauscht wurde. Die Energiewerte der neuen Wechselrichter entsprechen nicht den zuletzten erfassten Werten des alten Wechselrichters.

Die Energiespurkorrektur erkennt den plötzlichen Wertverlust und addiert die Differenz auf alle nachfolgenden Werte. Bei positiven Sprüngen wird die Plausibilität anhand einer vorgegebenen Maximalleistung geprüft (z.B. installierte Peak-Leistung, Nennleistung oder maximal zu erwartenden Einstrahlungsleistung).

Abbildung 1. Sprungkorrektur

Beschreibt das Auffüllen von Datenlücken (Interpolation)

Beispiel: Eine gestörte Datenverbindung verhindert eine durchgängige Aufzeichnung der Messwerte.

Die Energiespurkorrektur versucht, die Datenlücken derart aufzufüllen, dass die Spur trotzdem für Auswertungen verwendet werden kann.

Abbildung 1. Korrektur durch Interpolation

Abbildung 2. Schwankungen (Delta) der Energiespur. Die erzeugte Gesamtenergie wird im Bild rot dargestellt. Die grüne Linie (linke Achse) zeigt die Änderung (Delta) in der Gesamtenergie, d.H. die Leistung bzw. Lastgänge.

Beschreibt die Interpolationsprozess, wenn eine Referenzenergiespur zu Verfügimg steht.

Die Referenzspur (i.d.R. von einem Einstrahlungssensor) wird derart gestaucht und verschoben, dass Anfangs- und Endwert jeweils mit der Originalspur übereinstimmen. Diese Methode erzeugt das beste Ergebnis und wird immer verwendet, wenn eine durchgängige Referenzspur verfügbar ist.

Abbildung 1. Interpolation unter Verwendung einer Referenzenergiespur

Das Bild unten zeigt das Ergebnis einer simulierten Datenunterbrechung. Dadurch kann das Ergebnis des Interpolationsprozesses mit der tatsächlich erzeugten Energie verglichen werden.

Abbildung 2. Interpolation im Vergleich mit tatsächlicher Energieerzeugung. Die rote Linie zeigt die aktuellen Daten. Das Ergebnis der Interpolation wird grün dargestellt. Die grau gestrichelte Linie zeigt den Zeitraum des simulierten Datenausfalls.

Beschreibt die Interpolation unter Verwendung des Sonnenstandes

Steht keine Referenzspur zur Verfügung, wird der Sonnenstand zur Interpolation verwendet. Die Energie steigt proportional zur Sonnenhöhe über einem definierten Schwellwert.

Abbildung 1. Interpolation unter Verwendung des Sonnenstandes

Das Bild unten zeigt das Ergebnis einer simulierten Datenunterbrechung. Dadurch kann das Ergebnis des Interpolationprozesses mit der tatsächlich erzeugten Energie verglichen werden.

Abbildung 2. Interpolation im Vergleich mit tatsächlicher Energieerzeugung. Die rote Linie zeigt die aktuellen Daten. Das Ergebnis der Interpolation wird grün dargestellt. Die grau gestrichelte Linie zeigt den Zeitraum des simulierten Datenausfalls.

Beschreibt wie Die lineare Interpolation wird bentuzt um sehr kurze Lücken zu füllen

Die lineare Interpolation wird für sehr kurze Lücken, sowie zur Interpolation zwischen zwei identischen oder sehr geringfügig abweichenden Messwerten verwendet.

Abbildung 1. Lineare Interpolation

Die Umwandlung von Leistungs- in Energiespuren durch numerische Integration

Die letzte Form der Energiespurkorrektur wird bei Geräten eingesetzt, die anstatt einer Energiespur nur eine Leistungsspur ausgeben z.B. wie einige Wechselrichtertypen. Die Energiespur muss durch Aufsummieren der Leistungsmesswerte berechnet werden. Bei Datenlücken wird der letzte verfügbare Leistungsmesswert für eine einstellbare Zeit gehalten. Die Leistungsmesswerte werden einer Plausibilitätsprüfung wie in Abbildung 1 unterzogen.

Abbildung 1. Umwandlung einer Leistungs- in eine Energiespur

Die Umwandlung von Leistungs- in Energiespuren durch numerische Integration

Die letzte Form der Energiespurkorrektur wird bei Geräten eingesetzt, die anstatt einer Energiespur nur eine Leistungsspur ausgeben z.B. wie einige Wechselrichtertypen. Die Energiespur muss durch Aufsummieren der Leistungsmesswerte berechnet werden. Bei Datenlücken wird der letzte verfügbare Leistungsmesswert für eine einstellbare Zeit gehalten. Die Leistungsmesswerte werden einer Plausibilitätsprüfung wie in Abbildung 1 unterzogen.

Abbildung 1. Umwandlung einer Leistungs- in eine Energiespur