[发明专利]一种小型光伏电站的故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型光伏电站的故障诊断方法，属于光伏发电技术领域。

背景技术

近年来，随着光伏产业的快速发展，各种各样的光伏系统应运而生，光伏发电系统的容量已从KW级发展到MW级。对光伏系统进行监控和定期的性能评估对保障系统达到最大的能量收益和得到可靠的发电功率具有重要意义。光伏组件一般长期运行于室外环境中，光伏发电系统发电性能受气象因素影响极大，尤其是受太阳辐照度与环境温度影响较为明显，易出现模型老化、光伏组件遮挡、光伏组件连接错误、热斑效应等故障，导致系统的发电效率降低。

目前，从国内外文献可知，大部分光伏系统故障诊断方法利用仿真软件，进行建模仿真，再与实际测量的数据进行比对，判定故障类型时，一般是采用神经网络、模糊算法、神经模糊算法等方法，很难将故障定位到某个有故障的组件。在创建这些仿真模型时，要保证模型较高的精确度和可扩展性，仍然很难实现，而且建立的模型在很大程度上也很难和实际的工作条件一致，一旦模型较复杂时，建模难度也将大大提高。相对于国外，我国在光伏系统故障诊断方面的研究起步较晚，目前很多落后的地方都还要依靠人工来诊断故障，效率较低，人力、物力易受到限制，因此利用人工智能技术来诊断故障具有极大的发展空间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种小型光伏电站的故障诊断方法，解决现有技术中光伏电站故障诊断效率低、故障诊断准确率不高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种小型光伏电站的故障诊断方法，包括以下步骤：

步骤一：系统整体故障判定：首先判定系统是否存在故障，如果存在系统故障，则系统报警，启动故障诊断程序，进入步骤二；否则，循环本步骤；

步骤二：固定遮挡物阴影排除：判定系统故障是否由固定遮挡物引起，若是由固定遮挡物引起，则不作为系统故障处理，解除报警；否则，进入步骤三，作具体故障类型判定；

步骤三：具体故障类型判定：将系统故障分为：组件连接错误，组件旁路，老化、电网错误三种，逐一比较判定，将系统故障进行归类。

步骤一所述系统整体故障判定的具体方法如下：

步骤101：定义两种系统的电流、电压故障判定因子EI、EV：同时设定系统的电流、电压故障判定因子对应的阈值μ和σ；

步骤102：根据系统测得的光伏阵列最大功率点处总电流I_m、总电压V_m，计算EI和EV，其中I_m1、V_m1分别是根据当前的辐照度和温度计算得出的系统最大功率点处的总电流理论值、总电压理论值；

步骤103：系统最大功率点处的电压理论值V_m1、电流理论值I_m1的计算公式如下所示：

I_m1＝k₁·N_p·I_sc

V_m1＝k₂·N_s·V_oc

其中：k₁：电流比例常数，具体由所用光伏组件决定，取值范围为：0.78—0.92；k₂：电压比例常数，具体由所用光伏组件决定，取值范围为：0.71—0.78；N_s：光伏阵列中串联的光伏组件个数；N_p：光伏阵列中并联的光伏组件个数；I_SC：当前辐照度和温度情况下单个光伏组件的理论短路电流；V_OC：当前辐照度和温度情况下单个光伏组件的理论开路电压；