[發(fā)明專利]一種太陽能電池組件熱斑故障檢測分析系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011333593.5
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112688640A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔令稷;王彥華;王照玉;徐晨曦;桑盛強;許兆濤;王永立;楊亞菲
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司鄆城縣供電公司
• 主分類號: H02S50/15
• 分類號: H02S50/15;G01J5/00;G01D21/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 朱曉熹

本發(fā)明公開一種太陽能電池組件熱斑故障檢測分析系統(tǒng)包括主控站，其中，所述主控站電性連接中繼單元，所述中繼單元電性連接信號采集單元；所述主控站電性連接MPPT控制系統(tǒng)；所述主控站無線連接無人機采集單元；所述無人機采集單元配置紅外成像模塊。所述主控站利用所述信號采集單元和所述MPPT控制系統(tǒng)計算太陽能電池組件的實際內(nèi)阻和閾值，并根據(jù)實際內(nèi)阻和所述閾值的比較結(jié)果判斷是否發(fā)生熱斑。發(fā)生熱斑時，所述主控站獲取發(fā)生熱斑的太陽能電池組件的測量點，所述主控站控制所述無人機采集單元飛往所述測量點采集紅外圖像并傳回所述主控站，所述主控站分析所述紅外圖像獲取熱斑在太陽能電池組件的位置和熱斑的嚴重程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及熱斑檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽能電池組件熱斑故障檢測分析系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

由于光伏組件被遮蔽或者損壞時，被遮蔽或者損壞的光伏組件不再產(chǎn)生光電流反而成為消耗其他正常光伏組件供電的負載，這種消耗電能產(chǎn)生熱能而產(chǎn)生局部放熱現(xiàn)象被稱作熱斑。

出現(xiàn)熱斑時，太陽能電池的輸出功率會明顯減少，而且如果局部溫度過高對太陽能電池造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。目前針對光伏組件熱斑檢測的技術(shù)包括：利用紅外成像設(shè)備對光伏組件進行成像，而由于成像設(shè)備一般成本較高、且成像范圍有限，不可能一組光伏組件配一個紅外成像設(shè)備，一般采用飛行器帶紅外成像設(shè)備定時對光伏電廠的光伏組件進行掃描，對成像處理并進行溫度分析，因此不能實時的檢測光伏陣列發(fā)生熱斑；還有一種方式是利用最大功率點追蹤確定最大功率點的電壓和電流，在通過最大功率點的電壓和電流求出光伏組件的等效電阻，將等效電阻與電阻閾值進行對比，來實時檢測光伏組件是否發(fā)生熱斑情況，然而這一方式只能確定是否發(fā)生熱斑，由于最大功率點追蹤的光伏組件范圍比較大，無法精確的判斷發(fā)生熱斑的位置。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種太陽能電池組件熱斑故障檢測分析系統(tǒng)，應(yīng)用于配置MPPT控制系統(tǒng)的太陽能發(fā)電裝置，包括主控站，其中，

所述主控站電性連接中繼單元，所述中繼單元電性連接信號采集單元；

所述主控站電性連接所述MPPT控制系統(tǒng)；

所述主控站無線連接無人機采集單元；

所述無人機采集單元配置紅外成像模塊。

更進一步地，所述信號采集單元包括輻照度傳感器和溫度傳感器，所述輻照度傳感器采集輻照度數(shù)據(jù)并經(jīng)所述中繼單元傳輸給所述主控站，所述溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)并經(jīng)所述中繼單元傳輸給所述主控站。

更進一步地，所述MPPT控制系統(tǒng)包括MPPT控制器，所述MPPT控制器電性連接電流采集單元和電壓采集單元；所述MPPT控制器電性連接所述主控站，所述MPPT控制器根據(jù)所述電流采集單元的電流信號和所述電壓采集單元的電壓信號進行最大功率點跟蹤，所述MPPT控制器將獲取的電流信號和電壓信號傳輸給所述主控站。

更進一步地，所述主控站根據(jù)太陽能電池組件的出廠短路電流(I_sc)，出廠開路電壓(U_oc)計算閾值R'，其中，p為閾值系數(shù)。

更進一步地，所述主控站計算當前環(huán)境下的短路電流I’_sc和開路電壓U’_oc：

U’_oc＝U_oc×[1-c×(T-25)]×[1+b×(S-1000)]，

其中，T為所述溫度數(shù)據(jù)、S為所述輻照度數(shù)據(jù)、I_sc出廠短路電流，U_oc出廠開路電壓，a＝0.00025，b＝0.00288，c＝0.00288；

所述主控站(1)計算當前環(huán)境下的實際內(nèi)阻R：