[发明专利]基于相似度的光伏发电故障诊断预测系统及方法

说明书

基于相似度的光伏发电故障诊断预测系统及方法，包括数据采集单元、故障数据处理单元、实时数据处理单元、状态管理单元、数据存储单元、故障处理单元和故障预测处理单元。数据采集单元和故障数据处理单元均与实时数据处理单元连接，实时数据处理单元与状态管理单元连接，状态管理单元分别与故障处理单元和数据存储单元连接，数据存储单元与故障预测处理单元连接。通过光伏发电系统故障样本特征提取、光伏用户实时数据采集及降维处理、故障诊断及故障的所属类别判断、光伏发电系统状态的管理、光伏发电系统的故障处理或光伏发电系统的故障预测及处理步骤实现光伏发电系统的故障诊断及预测。本发明所需内存小，能够实现多类故障的精准诊断和预测。

技术领域

本发明涉及光伏发电故障诊断领域，特别是一种基于相似度的光伏发电故障诊断预测系统及方法。

背景技术

构建清洁低碳高效的能源体系是我国实现碳达峰、碳中和的有效有手段。通过光伏发电系统提供电能是常见的能源来源之一。光伏发电系统由于在实际运行过程中存在系统复杂、数据庞多等使得系统容易发生故障引起大规模停电、火灾等恶劣情况，且故障的类型和位置不容易进行判断。快速的判断光伏发电系统是否发生故障甚至通过当前的运行状态预测系统的故障概率能够很好的提高光伏发电系统的工作效率。

现有的光伏发电故障诊断系统主要是通过数据的判断和算法的改进来实现。例如中国专利公开号为CN112803891A公开了一种根据光伏发电系统的I-V曲线进行光伏系统是否存在电流失配故障判断的方法，解决了电流失配影响输出功率的问题。中国专利公开号为CN110503153A公开了一种利用差分算法和支持向量机方法对光伏发电系统进行故障诊断的方法，实现了在样本数较小的情况下具有良好的判断效果，有效提高光伏发电系统故障检测的速度和准确度。专利CN202010228062.3仅利用光伏系统故障时的I-V曲线的特征值进行训练，得出光伏阵列的故障信息并及时维修。然而上述现有故障诊断系统大多只针对光伏发电系统的单一故障进行诊断；或在多项故障检测中需要利用大量传感器采集的数据进行运算，数据计算量大，需要配备大容量存储器来存放运算数据；或在小样本光伏故障过程中的准确度不高，在实际生活中不具有普适性。因此，如何在光伏发电系统样本数量小，不占用较大内存的情况下，进行多类故障的精准诊断和预测是需要解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种基于相似度的光伏发电故障诊断预测系统及方法。

本发明的技术方案是：基于相似度的光伏发电故障诊断预测系统，包括数据采集单元、故障数据处理单元、实时数据处理单元、状态管理单元、数据存储单元、故障处理单元和故障预测处理单元。

所述数据采集单元包括智能电表、温度传感器和光照传感器，用于对光伏发电系统中用电的光伏用户进行数据采集，并将采集到的实时物理信号进行改进多元处理。

所述故障数据处理单元用于对故障样本数据进行改进多元处理，并根据多元处理结果确定故障时物理量的最终故障特征。

所述实时数据处理单元用于在数据采集单元采集到的实时物理数据的多元处理数据与故障数据处理单元的最终故障特征的基础上，基于相似性判断当前采集的光伏用户是否发生故障，以及当其发生故障时故障的所属类别。

所述状态管理单元用于根据光伏用户的运行状态进行故障处理或数据存储。

所述数据存储单元用于实时物理数据的多元处理数据和其相似性判断结果，并根据特定时间内相似性判断结果的关系对故障进行预测。

所述故障处理单元用于根据不同的故障类别进行相应的故障处理；所述故障预测处理单元用于根据不同的预测故障信号进行相应的检修处理。

所述数据采集单元和故障数据处理单元均与实时数据处理单元连接，实时数据处理单元与状态管理单元连接，状态管理单元分别与故障处理单元和数据存储单元连接，数据存储单元与故障预测处理单元连接。