[發明專利]一種光伏陣列的故障定位方法

有效

• 申請號: 201710699524.8
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN107395119B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 衛東;常亞文;臧健康
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種光伏陣列的故障定位方法，特征是根據各路輸出功率的異常變化來初步對光伏陣列進行故障診斷，針對出現局部陰影遮擋或熱斑現象的光伏組串進行故障定位，故障定位過程通過調節M次光伏陣列的輸出電壓，結合光伏陣列中旁路二極管的導通狀態變化，確定出現故障的支路，并根據二極管導通的順序確定光伏陣列中陰影遮擋或熱斑現象的程度及出現陰影遮擋或熱斑現象的光伏組件的具體位置。

技術領域：

本發明涉及光伏發電技術領域，具體來說，本發明涉及一種光伏陣列的故障定位方法。

背景技術：

社會的快速發展和經濟的飛速增長使得世界各國對能源的需求日益增加，然而傳統的化石能源在無止境的開采下卻面臨著枯竭的危險，人們迫切希望能用一種可再生的清潔新能源來替代儲量有限，污染嚴重的傳統化石能源。太陽能作為一種無污染的可再生能源，是國際社會公認的替代能源。

隨著太陽能光伏發電的迅速發展，如何對工作中的太陽能電池進行檢測與監控成為了一個不容忽視的問題。因為太陽能電池生產過程中微小的瑕疵都將影響太陽能電池的使用壽命。光伏組件的平均壽命為20至25年，但實際應用中由于組件封裝工藝等原因，當組件運行八至十年后，局部區域因為氣孔的滲入或擴散而老化，這將使得組件中的部分電池損壞。此外，當組件受到局部陰影遮擋時，光電轉換效率會受到嚴重影響，被遮擋的光伏電池會成為電路中的負載，并以熱量形式消耗功率，出現“熱斑現象”，長時間的熱量積累會對光伏電池板造成永久損壞，隨著大規模光伏技術的應用和推廣，對光伏系統中光伏電池的工作狀態進行在線分析，及時地發現定位出故障點并排除故障，將是一件十分有意義的工作。

發明內容：

本發明所解決的問題是光伏陣列在出現局部陰影遮擋及熱斑現象等失配情況下進行故障診斷及提供一種光伏陣列的故障診斷及定位方法，涉及一種光伏陣列及逆變器的連接拓撲，其中光伏陣列有N條支路，每條支路含M塊串聯光伏組件；每n條支路接入一個MPPT功能模塊且每條支路串聯一個隔離二極管；每條支路中的m塊串聯光伏組件反向并聯一個旁路二極管且串聯安裝一個電流檢測裝置；同在一個MPPT模塊中的n條支路的電流檢測裝置接入同一個故障診斷定位模塊；MPPT功能模塊集成在逆變器的DC/DC電路中；光伏陣列輸出接入逆變器，經匯流后并入公共電網，故障診斷及定位方法的特征是根據各路輸出功率的異常變化來初步對光伏陣列進行故障診斷，針對出現局部陰影遮擋或熱斑現象的光伏組串進行故障定位，故障定位過程通過調節M次光伏陣列的輸出電壓，結合光伏陣列中旁路二極管的導通狀態變化，確定故障的具體位置和陰影遮擋或熱斑現象的程度，設計一種故障診斷方法包括步驟：

I.對逆變器中的i個MPPT模塊編號，MPPT₁，MPPT₂，MPPT₃...MPPT_i；其中模塊個數i＝N/n，對同在一個MPPT模塊的n串光伏組串中的電流檢測裝置進行編號，分別定義為D₁₁，D₁₂，D₁₃...D_nM；

II.檢測各路MPPT模塊輸出功率P₁，P₂，P₃...P_i；計算功率平均值檢測環境溫度及當前光照強度，記錄環境溫度T和光照強度S兩環境條件數據和對應環境條件下的分別比較P₁，P₂，P₃...P_i與

若各路MPPT模塊輸出功率均不低于且與相似環境條件的歷史數據比較基本一致，則表明整個光伏陣列無故障，記錄環境條件數據和對應環境條件下的

若各路MPPT模塊輸出功率均不低于且與相似環境條件的歷史數據比較有明顯差別，則表明光伏陣列受到大面積均勻污染；

若某路MPPT_x模塊輸出功率低于且與相似環境條件的歷史數據比較基本一致，則定義此路為故障路，執行故障定位步驟。