[发明专利]一种基于电阻计算的光伏组串故障诊断方法

说明书

一种基于电阻计算的光伏组串故障诊断方法，属于光伏发电领域，包括：1)通过电压调制采样数据点，并计算组串的串/并联电阻，将相关数据上传至数据分析平台；2)提取串/并联电阻的数据变化规律及特征，建立故障类型判断与程度评估模型，然后对组串的串/并联电阻进行比较与分析，从而进行针对组串的故障类型判断与程度评估；3)根据故障诊断结果，出具故障报表，指导运维；4)将相关数据保存至数据库，定期对故障诊断模型进行优化。本发明实现了光伏电站组串故障的在线自动诊断，诊断过程不停机，对电站发电状态影响小；克服了人工巡检的主观性和不稳定性，处理故障快速、准确、高效，既降低了人工成本，又提高了运维效率。

技术领域

本发明涉及一种基于电阻计算的光伏组串故障诊断方法，属于光伏发电领域。

背景技术

最近几年，我国光伏产业迅猛发展，装机容量大幅增加。随着时间的推移，光伏产业势必逐渐进入到以保证电站平稳高效运行为目标，以光伏电站日常运行维护为主要工作的后光伏时代。由于现有光伏电站的平均寿命为25年左右，而光伏系统通常又在无人值守的情况下运行，系统故障的发生会导致输出功率降低从而影响整个系统的正常运行。

在实际应用中，光伏电站系统可能发生各种各样的故障，其中涉及光伏组件的相关故障占据其中的绝大部分：由于电站选址不合理、长时间运行等原因，光伏组件表面会出现灰尘；由于电站所处环境复杂、设计不合理、运维不及时等原因，光伏组件表面可能会受到障碍物的阴影遮挡；由长时间存在的阴影或电池故障导致的电池片或组件发热，而形成的热斑；由于组件生产、运输、安装、外物击打等原因导致的组件隐裂等。上述常见故障会影响组件光电转换过程的正常进行，进而导致组件的实际最大功率低于理想最大功率，从而降低光伏电站的实际发电效率。在系统的日常维护中，若能提前知道故障类型和故障严重程度，将有利于维护工作及时、有效地开展。因此，光伏发电系统的故障诊断及评估，对延长光伏组件使用寿命和维持光伏电站正常运行是十分有意义的。

现有光伏组件及组串的故障诊断方法主要有两类：

第一类是依据光伏电站管理人员或现场运维人员对于电站现场情况的掌握及信息反馈，然后针对单一故障类型采用专用仪器进行检测，如IR、EL检测等，从而对光伏组件工作状态与故障情况进行判断。这类方法需要运维人员深入到电站现场进行排查与检测，采用的专业仪器往往价格昂贵，人力物力成本高；而且每次测量只能识别出一种故障类型，仪器使用不便，对故障的处理不及时，导致整体运维效率较为低下；

第二类是使用检测设备人工（或自动）对现场某些能够反映光伏组件工作状态的电压/流等电参数进行测量，然后将检测数据汇总分析，实现对故障的诊断。这类方法往往难以判断是何种故障导致的参数变化；检测时需要将组串从逆变器上断开，停止此串发电，导致逆变器工作不稳定，发电量降低。存在故障诊断不准确、数据采集繁琐、发电状态波动大、成本高效率低等缺点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于电阻计算的光伏组串故障诊断方法，以解决光伏组串故障诊断中诊断不准确，诊断效率低，发电状态波动大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于电阻计算的光伏组串故障诊断方法，所述方法包括：

A. 光伏组串工作状态下的电压/流数据采集步骤：在组串正常工作条件下，利用预装的电压/流测量装置，通过电压调制的方式，测量并记录各关键数据点；

B. 光伏组串的串联电阻和并联电阻计算步骤：根据测量所得相关数据点，计算当前状态下组串的串联电阻和并联电阻；

C. 相关数据上传步骤：通过覆盖光伏电站的有线或无线传输方式，将关键数据上传至数据分析平台；

D. 故障状态确定及评估步骤：在已经建立的故障种类判断和程度量化模型中，对新上传的数据进行对比分析，对待测组串的当前故障类型进行判断，对故障程度进行量化评估。

根据本发明的一个实施例，进行步骤A时，