[發明專利]一種基于組件數據的分析監控系統

在審

• 申請號: 201710039862.9
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN108336968A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 馮保華
• 申請（專利權）人: 上海紫凝新能源科技有限公司
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00;H02S50/10;G01W1/02
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 趙霞

本發明公開一種基于組件數據的分析監控系統，其包括組件數據采集傳輸模塊、現場氣象數據采集傳輸模塊、組件原始數據采集傳輸模塊、組件比對基準數據模塊、組件數據計算處理分析模塊、報警模塊、電站監控中心后臺顯示單元；組件數據采集傳輸模塊、現場氣象數據采集傳輸模塊、組件原始數據采集傳輸模塊、組件比對基準數據模塊、報警模塊均與組件數據計算處理分析模塊連接；報警模塊與組件數據采集傳輸模塊均與電站監控中心后臺顯示單元連接。本發明通過對組件的監控，對問題組件發出報警信號，并引導運維人員維修，保證及時找到問題所在，快速修復，從而有效地挽回50%以上的光伏電站平均首年8～12%的功率損耗，增加了發電量，增加企業的投資收益。

技術領域

本發明涉及新能源光伏電站智能運維系統技術領域，尤其涉及一種可增加發電量、大大減少電量損失、增加企業的投資收益的基于組件數據的分析監控系統。

背景技術

太陽能以其具有無污染、清潔安全、普遍、可再生、可持續性等特點，已成為人類使用能源的重要組成部分，尤其是能源危機及傳統能源對環境污染程度日趨嚴重，更加快了對太陽能應用探索的步伐，太陽能的利用顯得意義重大，研究太陽能電池因此也成為科學研究的重要領域之一。

到目前為止，我國和世界其他國家的太陽能光伏電站對組件的監測僅限于監測“智能匯流箱”內的一個總電壓和16路的組串電流。

所謂組串，是指將20（或22）塊光伏組件構成一個串聯電路。以260W組件為例。該電路的電壓為組件工作電壓與組件數量的乘積，即直流30V*20=600V。工作電流則為組件的峰值功率條件下的8.67A。

任何一種光伏組件的峰值功率，都是在STC（標準測量條件）條件下測得的。STC有三個條件，即：輻照度1000W/m²，25℃和AM1.5（AM為大氣質量）。

每一個匯流箱輸入16路組串電路。所有組串的正負極分別連接到正負極的母排上，形成一個正負極電路的輸出，從而完成了各組串電路電流的匯集。在上述峰值功率條件下，匯流箱輸出電壓為600V，電流則為8.67A*16=138.66A。

匯流箱的監測，就是將采集的電壓和電流值數據傳送到電站的監控中心， 并在電腦監控屏幕上顯示。

國家標準（GB50794-2012《光伏發電站施工規范》設備和系統調試6.2光伏組件串測試）規定：“相同測試條件下且輻照度不應低于700W/m²時，相同光伏組件串之間的電流偏差不應大于5%”。

以某一個電站的7號匯流箱為例，在一個隨機的和相同的氣象條件下，在同一時間，組串4的電流1.2A，組串5的電流則高達5A，組串電流相差4倍多。16個組串中，還有8路電流只有2A多。其他每個匯流箱的每個組串都存在類似組串電流相差過大的情況。可以看出，相同的組件功率，相同的光照條件和自然環境，各組串的電流有如此差異，表明各組串的組件都存在問題。

此類情況在我國絕大部分光伏電站中普遍存在，只是電流偏差有所不同。但是，現場查找問題所在，卻是一個危險而又極其費工費力的工作，需要把組串電路解開，對每一塊組件一一測量。對一個20兆瓦，近80000塊組件的電站，檢查一遍需要數月之久。而在實際操作中，是不可能做到準確測試的。即使在無云的晴天，輻照度滿足不應低于700W/m²測試條件，但由于空氣密度不同且又流動，作用在組件上的輻照度并非定值，因此組件電流有0.1～0.5A的變化。如果把組串電路解開，逐塊測量組件，則根本無法把握“相同光伏組件串之間的電流偏差不應大于5%”的檢測標準。

組串電壓也同樣有問題。當某一塊組件的旁路二極管導通，則該組串電壓下降30伏，成為570V。此時，出現兩種情況，一是母排上600V的電壓被下拉，達不到額定電壓值，造成功率損失。GB50794-2012《光伏發電站施工規范》設備和系統調試6.2光伏組件串測試規定：“相同測試條件下的相同光伏組件串之間的開路電壓偏差值不應大于2%，但最大偏差值不應超過5V”。