[發(fā)明專利]一種具有故障診斷和功率預(yù)測功能的光伏陣列監(jiān)測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010228041.1
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111460644A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁坤;陳翔;張經(jīng)煒;翁帥;吳佳兵
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學常州校區(qū)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;H02S50/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 張賞

本發(fā)明公開了一種具有故障診斷和功率預(yù)測功能的光伏陣列監(jiān)測系統(tǒng)，光伏組件IV曲線測試模塊、光伏組件電子負載、高精度輻照計以及上位機數(shù)據(jù)處理模塊；所述上位機數(shù)據(jù)處理模塊包括光伏組件故障診斷模塊和功率預(yù)測模塊；光伏組件故障診斷模型用于判斷光伏組件故障類型，功率預(yù)測模型用于對光伏組件出力進行短期預(yù)測，上位機數(shù)據(jù)處理模塊將故障診斷模型的輸出和功率預(yù)測模型的輸出寫入函數(shù)庫，通過界面進行顯示，以及對IV曲線測試模塊，電子負載和輻照計測得的數(shù)據(jù)進行處理并在界面繪制IV曲線。本發(fā)明能夠在線實時獲取光伏陣列的環(huán)境參數(shù)及電氣參數(shù)，實時顯示光伏組件的IV曲線以及進行故障診斷和功率預(yù)測，便于對光伏電站進行檢測和運維。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光伏發(fā)電與運維技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有故障診斷和功率預(yù)測功能的光伏陣列監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于光伏組件及陣列大都安裝在復雜的戶外環(huán)境中，強烈的風沙、熱循環(huán)、強濕度以及紫外線等惡劣的環(huán)境因素使得光伏組件及陣列出現(xiàn)局部材料老化、裂紋、局部熱斑以及開路短路等故障問題。光伏組件及陣列的故障問題不僅會影響到光伏電站的發(fā)電效率，嚴重的甚至引發(fā)火災(zāi)，威脅人民群眾的財產(chǎn)及生命安全。為了延長光伏組件及陣列的壽命，提高光伏電站的發(fā)電效率，降低光伏組件及陣列的維護成本，提高光伏電站運營的安全性，光伏故障診斷技術(shù)以及功率預(yù)測技術(shù)具有十分重要的作用。近年來，各種光伏組件及陣列的監(jiān)測和運維方法紛紛出現(xiàn)，這對進一步發(fā)展光伏組件的故障診斷技術(shù)和功率預(yù)測技術(shù)提供了更多可能性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種具有故障診斷和功率預(yù)側(cè)功能的光伏陣列監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)實時顯示所測光伏組件的IV曲線，并且可對光伏組件進行故障診斷以及功率預(yù)測，對于提高電站的發(fā)電效率，降低運維成本具有重要作用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種具有故障診斷和功率預(yù)測功能的光伏陣列監(jiān)測系統(tǒng)，包括光伏組件IV曲線測試模塊、光伏組件電子負載、高精度輻照計以及上位機數(shù)據(jù)處理模塊；所述上位機數(shù)據(jù)處理模塊包括光伏組件故障診斷模塊和功率預(yù)測模塊；

所述光伏組件IV曲線測試模塊用于對光伏組件進行IV特性曲線掃描并獲取短路點電流和開路點電壓；

所述光伏組件電子負載與所述光伏組件IV曲線測試模塊并聯(lián)，所述光伏組件電子負載用于測試短路點電流測試、開路點電壓測試、最大功率點測試三種測試模式下的光伏組件的電流，電壓及功率；

所述高精度輻照計用于實時測量當前環(huán)境的輻照度和溫度；

所述高精度輻照計通過485數(shù)據(jù)線與光伏組件IV曲線測試模塊串聯(lián)，所述光伏組件IV曲線測試模塊與上位機數(shù)據(jù)處理模塊通過485數(shù)據(jù)線連接；

所述上位機數(shù)據(jù)處理模塊用于獲取所述光伏組件IV曲線測試模塊、光伏組件電子負載和高精度輻照計傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，實時顯示光伏組件的IV特性曲線，以及顯示光伏組件故障類型和光伏組件預(yù)測功率；

所述光伏組件故障診斷模塊用于對光伏組件故障類型進行診斷；

所述功率預(yù)測模塊用于對光伏組件功率進行預(yù)測。

進一步的，所述光伏組件故障診斷模塊具體用于，

通過計算光伏組件實際輸出功率與光伏組件功率估計值的差值判斷光伏組件故障；

根據(jù)實際IV特性曲線計算的特征值與優(yōu)化IV特性曲線計算的特征值判斷光伏組件故障類型。

進一步的，所述光伏組件故障診斷模塊具體用于，

判斷光伏組件實際輸出功率與光伏組件功率估計值的差值，如果差值大于預(yù)設(shè)差值，且出現(xiàn)次數(shù)超過三次，則判斷光伏組件出現(xiàn)故障；所述光伏組件功率估計值根據(jù)現(xiàn)有的光伏組件輸出功率估算模型計算。

進一步的，所述光伏組件故障診斷模塊具體用于，