[發(fā)明專利]基于非主成分?jǐn)?shù)據(jù)特征的光伏陣列故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810706750.9
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN109039280B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林耀海
• 申請（專利權(quán)）人: 福建農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種基于非主成分?jǐn)?shù)據(jù)特征的光伏陣列故障診斷方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟S1:采集光伏發(fā)電陣列的相關(guān)參數(shù)樣本，得到參數(shù)樣本組合；

步驟S2:根據(jù)參數(shù)樣本組合，對每個參數(shù)樣本進(jìn)行歸一化處理，得到待測參數(shù)矩陣；

步驟S3:對標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩陣做PCA，得到變換矩陣；具體包括以下步驟：

步驟S31：計算標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)矩陣的協(xié)方差矩陣C_X,標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)是由仿真系統(tǒng)得到的光伏陣列各種運(yùn)行狀態(tài)下的典型參數(shù)值；

步驟S32：根據(jù)公式C_X＝WDW^-1，對協(xié)方差矩陣C_X做特征值分解，矩陣W是由C_X的特征向量組成的矩陣，即變換矩陣；

步驟S4:將待測參數(shù)矩陣乘上變換矩陣，得到變換后的參數(shù)矩陣，并根據(jù)變換后的參數(shù)矩陣，選取其非主成分的兩維，得到二參數(shù)非主成分矩陣；

步驟S5:將二參數(shù)非主成分矩陣與已知標(biāo)簽數(shù)據(jù)混合，并做聚類分析，根據(jù)二參數(shù)非主成分矩陣數(shù)據(jù)所在類中帶有的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，判斷其所屬類別，完成故障檢測與分類。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于非主成分?jǐn)?shù)據(jù)特征的光伏陣列故障診斷方法，其特征在于：所述相關(guān)參數(shù)樣本包括最大功率點的光伏陣列電壓參數(shù)樣本、最大功率點的各組串電流參數(shù)樣本、溫度參數(shù)樣本以及照度參數(shù)樣本。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于非主成分?jǐn)?shù)據(jù)特征的光伏陣列故障診斷方法，其特征在于：

所述參數(shù)樣本組合記為{U_k，I_k，T_k，S_k}

其中，k為樣本采集序號，其中k為1到N的整數(shù)，U_k為第k個電氣參數(shù)樣本組合中的電壓參數(shù)樣本，I_k代表第k個電氣參數(shù)樣本組合中的電流參數(shù)樣本，T_k代表第k個電氣參數(shù)樣本組合中的溫度參數(shù)樣本，S_k代表第k個電氣參數(shù)樣本組合中的光照度參數(shù)樣本。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于非主成分?jǐn)?shù)據(jù)特征的光伏陣列故障診斷方法，其特征在于：所述步驟S2具體為：采用比例壓縮法將同一種參數(shù)樣本映射到區(qū)間區(qū)間[0,1]內(nèi)；

電壓參數(shù)樣本U＝(U₁,U₂...U_k...U_N)的具體映射公式為：

式中，u表示電壓樣本歸一化后得到的數(shù)據(jù)，U_max表示數(shù)據(jù)組U中的最大值，U_min表示數(shù)據(jù)組U中的最小值，y_max設(shè)為1，y_min設(shè)為-1；

電流參數(shù)樣本I＝(I₁,I₂...I_k...I_N)的具體映射公式為：

式中，i表示電壓樣本歸一化后得到的數(shù)據(jù)，I_max表示數(shù)據(jù)組I中的最大值，I_min表示數(shù)據(jù)組I中的最小值；

溫度參數(shù)樣本T＝(T₁,T₂...T_k...T_N)的具體映射公式為：

式中，t表示電壓樣本歸一化后得到的數(shù)據(jù)，T_max表示數(shù)據(jù)組T中的最大值，T_min表示數(shù)據(jù)組T中的最小值；

照度參數(shù)樣本S＝(S₁,S₂...S_k...S_N)的具體映射公式為：

式中，s表示電壓樣本歸一化后得到的數(shù)據(jù)，S_max表示數(shù)據(jù)組S中的最大值，S_min表示數(shù)據(jù)組S中的最小值。