[发明专利]一种大型光伏阵列中电池面板的故障检测定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，涉及一种大型光伏阵列中电池面板的故障检测定位系统，尤其涉及一种对故障太阳能面板检测并定位的系统结构及方法。

背景技术

随着石化能源日益紧缺，太阳能光伏发电已经成为越来越重要的能源替代选项。现有技术公开了光伏阵列是光伏发电系统的核心组成部分，它由若干块串并联的光伏电池面板组成。在生产和使用过程中，由于光伏电池面板所处户外环境以及数量庞大，常常出现故障且得不到及时替换，导致光伏阵列发电效率受到严重影响。因此如何方便地监控光伏阵列的发电情况，并对故障面板进行及时检测定位，是提高电站运行效率的关键问题。

目前，现有技术的光伏发电系统故障检测方法尚存在下述局限性：如，

一种类别是基于红外图像检测法，中国专利(申请号201310605759.8)公布了一种利用红外热像仪进行太阳能板缺陷检测的装置，利用可传动的框架与遮光板构成红外热像检测空间，可判断一块光伏电板上故障位置与故障类型。该类方法存在的问题是：装置架设困难，对温度相差不明显的状态区分困难，且实时性差，不易实现在线故障诊断和报警等；

另一种类别是基于高频信号注入的时域反射法(光伏阵列故障诊断方法综述，电力电子技术，2013年3月，第47卷第3期)，其原理是向光伏电池板中注入高频信号，然后检测它的反射信号，根据反射信号的不同变化来进行光伏阵列的故障检测和定位。该方法不具有实时性，并且对设备要求较高，诊断精度有限；

另一种类别是基于传感器的故障诊断方法以及对此作出的各种改进，该类别 方法能在一定程度上实现在线的故障诊断和定位；其中，中国专利(申请号201310737368.1)公布了一种针对光伏面板组串的电流电压检测故障的装置，该装置能实时测量，但是只能对不同组串进行故障分析，无法定位到故障面板，这对于大型光伏电站来讲仍然需要耗费很大的人工成本进行面板检测，且人工测量的数据在保存、后期处理和分析等方面非常不便利；其中，中国专利(申请号201080001447.0)公布了一种太阳能发电系统的故障检测方法，该方法中，对每一个太阳能电池模块的电流值或每一个太阳能电池串的电流值以及整个太阳能发电系统的总电流值进行测量，并经过计算判断故障。该方法存在所需电流传感器太多、成本太高的问题；其中，中国专利(申请号201010251723.0)提出一种可以节省传感器数量的方法，将电池板先并联成一层，再串联形成若干层(TCT结构)，利用了各层传感器电流最大值检测出电池板是否有故障。然而，目前光伏发电站的结构都是以先串联再并联(Serial-Parallel,SP结构)为主，因此该专利(申请号201010251723.0)这一结构需要改变原有的主流光伏阵列连接方式，在实际应用中缺乏兼容性和经济性；其中，中国专利(申请号201210015861.8)提出一种针对主流的SP结构面板阵列的可以节省传感器数量的方法，在每串M个电板、检测精度为L的情况下，可以将传感器数量降到M/L，但是该方法有较明显的不足：每串电池板所需的传感器数量仍然较多，如果需要高分辨率，那么传感器数量仍然跟电池面板数量持平；而且该方法中每个传感器的测量电压范围都不相同，为传感器的选型带来麻烦；同时该方法对于传感器的放置位置有特殊要求，给电站安装带来复杂性。

基于现有技术的现状，本申请的发明人拟针对主流面板阵列结构提出一种能在线实时监测、传感器数量少、电学检测精度高、易于安装和实现的光伏面板故障检测系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的不足，提供一种实时检测光伏阵列面板故障的系统，具体涉及一种大型光伏阵列中电池面板的故障检测定位系统，尤其涉及一种对故障太阳能面板检测并定位的系统结构及方法。本发明可以准确 定位到某一块故障光伏电板，并且能够将传感器的数量降到最低，且易于在现有电站中实现和安装。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案：

本发明提供了一种大型光伏阵列中电池面板的故障检测定位系统，其包括第一种光伏面板故障检测定位系统，第二种光伏面板故障检测定位系统，和/或第三种光伏面板故障检测定位系统。

具体的，本发明提出第一种光伏面板故障检测定位系统，包括：

先串联后并联结构的电池面板阵列，包含n串并联的电池组串，其中每个电池组串包含m个串联的电池面板；

若干个检测箱(A类)，每个检测箱(A类))连接在一个对应的电池组串上，用于检测该电池组串的工作情况；