一種基于監(jiān)控系統(tǒng)的光伏組件衰減異常診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及綠色能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于監(jiān)控系統(tǒng)的光伏組件衰減異常診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)日益臨近，新能源已經(jīng)成為今后世界上的主要能源之一，光伏發(fā)電作為一種新興綠色能源產(chǎn)業(yè)，逐步得到了國家的重視與扶持。但是由于光伏電站中的光伏組件數(shù)量巨大，光伏發(fā)電板件受內(nèi)、外因素造成的故障率較高，且光伏組件不具有通信交互能力等原因，導(dǎo)致光伏發(fā)電的光電轉(zhuǎn)換率降低，同時(shí)也造成了運(yùn)維成本的增大及電力資源的浪費(fèi)。
[0003]而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的應(yīng)用將提高光伏電站的運(yùn)維水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:基于實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，對(duì)運(yùn)行中的光伏組件進(jìn)行衰減異常的診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，保障光伏電站的正常運(yùn)行，提高光伏電站的發(fā)電效率。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案具體為:一種基于監(jiān)控系統(tǒng)的光伏組件衰減異常診斷方法，所述監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制并監(jiān)測(cè)光伏電站內(nèi)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及電氣量；
方法包括以下步驟，
步驟一，建立基于光伏電站發(fā)電設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光伏電站發(fā)電設(shè)備模型；
上述光伏電站發(fā)電設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括I個(gè)以上光伏逆變器小室，各光伏逆變器小室中設(shè)有I臺(tái)以上光伏逆變器，各光伏逆變器連接有I個(gè)以上光伏匯流箱，各光伏匯流箱中包括I條以上匯流箱支路，各匯流箱支路串聯(lián)連接有I個(gè)以上光伏組件；
步驟二，按照光伏組件在光伏電站內(nèi)所處的地理區(qū)域位置，對(duì)與之相關(guān)聯(lián)的光伏匯流箱進(jìn)行分組，將光伏電站虛擬為包含若干虛擬診斷區(qū)域；
步驟三，實(shí)時(shí)采集光伏電站內(nèi)各光伏匯流箱支路的電流值、逆變器直流柜正電母線對(duì)地電壓值以及負(fù)電母線對(duì)地電壓值，并將各匯流箱支路電流值轉(zhuǎn)換為等效電流值；
步驟四，以步驟二中設(shè)定的各個(gè)虛擬診斷區(qū)域?yàn)閱挝?，診斷各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)的各光伏匯流箱支路是否異常，如果是則轉(zhuǎn)至步驟五，如果否則結(jié)束本次診斷；
上述診斷各光伏匯流箱支路是否異常包括步驟:
al，定義診斷時(shí)間區(qū)間，診斷時(shí)間是否在診斷時(shí)間區(qū)間內(nèi)；
bl，定義診斷有效輻射閾值，利用光輻照儀檢測(cè)各虛擬診斷區(qū)域的當(dāng)前光輻射值，并診斷當(dāng)前輻射值是否大于診斷有效輻射閾值；
Cl，在al、bl診斷結(jié)果皆為是的基礎(chǔ)上，計(jì)算各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)匯流箱支路等效電流的平均值，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果定義第一等效電流閾值;檢測(cè)相應(yīng)各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)各匯流箱支路等效電流值，如檢測(cè)值低于第一等效電流閾值，則診斷相應(yīng)光伏匯流箱支路為異常； dl，在al、bl診斷結(jié)果皆為是的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前光輻射值以及光伏板件參數(shù)，理論計(jì)算各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)各匯流箱支路的等效電流值，并根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果定義第二等效電流閾值;檢測(cè)各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)各匯流箱支路的實(shí)際等效電流，如實(shí)際等效電流低于第二等效電流閾值，則診斷相應(yīng)光伏匯流箱支路為異常；
步驟五，診斷匯流箱支路異常工況是否與光伏組件衰減相關(guān)，如果是則轉(zhuǎn)至步驟六，如果否則結(jié)束本次診斷；
上述匯流箱支路異常工況與光伏組件衰減相關(guān)的診斷條件包括: a2，光伏匯流箱支路等效電流為非零或非接近于零；
b2，光伏逆變器直流柜正母線對(duì)地電壓與負(fù)母線對(duì)地電壓絕對(duì)值的差值為零或接近于零；
步驟六，利用步驟一中定義的光伏電站發(fā)電設(shè)備模型，定位與異常匯流箱支路相關(guān)聯(lián)光伏組件組串，此光伏組件組串中即包含有存在衰減異常運(yùn)行工況的光伏組件。
[0006]本發(fā)明在應(yīng)用時(shí)，對(duì)于光伏電站中光伏組件的相關(guān)診斷可由監(jiān)控系統(tǒng)完成，基于監(jiān)控系統(tǒng)獲取的相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)即可分析得到存在衰減異常工況的光伏組件，從而便于工作人員及時(shí)維護(hù)，保障光伏電站的正常運(yùn)行。
[0007]進(jìn)一步的，本發(fā)明還包括步驟七，定義重復(fù)診斷時(shí)間間隔，每時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行一次步驟三至步驟六，若存在同一光伏匯流箱支路連續(xù)4次因光伏組件衰減被診斷為異常，則輸出告警信息，告警信息中包括步驟六中定位出的光伏組件組串信息；
步驟四或步驟五的診斷結(jié)果為否時(shí)，則轉(zhuǎn)至步驟七。所述光伏組件組串信息包括與組串中各光伏組件對(duì)應(yīng)的拓?fù)滏溄勇窂?，從而便于運(yùn)維人員及時(shí)進(jìn)行檢查維護(hù)。所述重復(fù)診斷時(shí)間間隔可設(shè)置為半小時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)每隔半小時(shí)即對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)的各光伏匯流箱支路進(jìn)行電氣量采集，進(jìn)而診斷。
[0008]如步驟七后因其它原因需要退出診斷流程，則結(jié)束本發(fā)明方法，否則繼續(xù)重復(fù)執(zhí)行步驟三至步驟七。
[0009]優(yōu)選的，本發(fā)明步驟四中，所述診斷時(shí)間區(qū)間為上午9點(diǎn)至下午3點(diǎn)之間；診斷有效輻射閾值為400W/V;第一等效電流閾值為相應(yīng)虛擬區(qū)域內(nèi)等效電流平均值的70%;第二等效電流閾值為相應(yīng)匯流箱支路理論等效電流理論計(jì)算值的60%。
[0010]本發(fā)明的有益效果為:通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)采集的光伏匯流箱各支路電流的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯分析，診斷出異常的匯流箱支路，進(jìn)一步分析匯流箱支路異常若與光伏組件衰減相關(guān)，則通過光伏電站數(shù)據(jù)模型定位出異常支路關(guān)聯(lián)的光伏組件組串，并告警。本發(fā)明能避免光伏組件因不具有通信交互功能，使局部故障點(diǎn)長期不易被發(fā)現(xiàn)而導(dǎo)致光伏電站發(fā)電效率降低的運(yùn)行工況；同時(shí)本發(fā)明不需要額外在光伏電站中增加專業(yè)故障診斷裝置，成本也相應(yīng)降低。
【附圖說明】
[0011 ]圖1所示為本發(fā)明方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]結(jié)合圖1所示，本發(fā)明為基于監(jiān)控系統(tǒng)的光伏組件衰減異常診斷方法，所述監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制并監(jiān)測(cè)光伏電站內(nèi)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及電氣量；
本發(fā)明方法包括以下步驟，
步驟一，建立基于光伏電站發(fā)電設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的光伏電站發(fā)電設(shè)備模型；
光伏發(fā)電設(shè)備的電氣連接結(jié)構(gòu)為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為:一個(gè)光伏電站中設(shè)置多個(gè)光伏逆變器小室，一個(gè)光伏逆變器小室中設(shè)置多臺(tái)光伏逆變器，一臺(tái)光伏逆變器連接多個(gè)光伏匯流箱，一個(gè)光伏匯流箱中擁有多條匯流箱支路，一條匯流箱支路串聯(lián)連接多個(gè)光伏組件；
步驟二，按照光伏組件在光伏電站內(nèi)所處的地理區(qū)域位置，對(duì)與之相關(guān)聯(lián)的光伏匯流箱進(jìn)行分組，將光伏電站虛擬為包含若干虛擬診斷區(qū)域；
步驟三，實(shí)時(shí)采集光伏電站內(nèi)各光伏匯流箱支路的電流值、逆變器直流柜正電母線對(duì)地電壓值以及負(fù)電母線對(duì)地電壓值，并將各匯流箱支路電流值轉(zhuǎn)換為等效電流值；
步驟四，以步驟二中設(shè)定的各個(gè)虛擬診斷區(qū)域?yàn)閱挝?，診斷各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)的各光伏匯流箱支路是否異常，如果是則轉(zhuǎn)至步驟五，如果否則結(jié)束本次診斷；
上述診斷各光伏匯流箱支路是否異常包括步驟:
al，定義診斷時(shí)間區(qū)間，診斷時(shí)間是否在診斷時(shí)間區(qū)間內(nèi)；
bl，定義診斷有效輻射閾值，利用光輻照儀檢測(cè)各虛擬診斷區(qū)域的當(dāng)前光輻射值，并診斷當(dāng)前輻射值是否大于診斷有效輻射閾值；
Cl，在al、bl診斷結(jié)果皆為是的基礎(chǔ)上，計(jì)算各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)匯流箱支路等效電流的平均值，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果定義第一等效電流閾值;檢測(cè)相應(yīng)各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)各匯流箱支路等效電流值，如檢測(cè)值低于第一等效電流閾值，則診斷相應(yīng)光伏匯流箱支路為異常；
dl，在al、bl診斷結(jié)果皆為是的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前光輻射值以及光伏板件參數(shù)，理論計(jì)算各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)各匯流箱支路的等效電流值，并根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果定義第二等效電流閾值;檢測(cè)各虛擬診斷區(qū)域內(nèi)各匯流箱支路的實(shí)際等效電流，如實(shí)際等效電流低于第二等效電流閾值，則診斷相應(yīng)光伏匯流箱支路為異常；
步驟五，診斷匯流箱支路異常工況是否與光伏組件衰減相關(guān)，如果是則轉(zhuǎn)至步驟六，如果否則結(jié)束本次診斷；
上述匯流箱支路異常工況與光伏組件衰減相關(guān)的診斷條件包括: a2，光伏匯流箱支路等效電流為非零或非接近于零；
b2，光伏逆變器直流柜正母線對(duì)地電壓與負(fù)母線對(duì)地電壓絕對(duì)值的差值為零或接近于零。
實(shí)施例
[0013]圖1所示的實(shí)施例中還包括步驟七，定義重復(fù)診斷時(shí)間間隔，每時(shí)間間隔重復(fù)執(zhí)行一次步驟三至步驟六，若存在同一光伏匯流箱支路連續(xù)4次因光伏組件衰減被診斷為異常，則輸出告警信息，告警信息中包括步