[發明專利]一種光伏組件故障診斷方法及裝置

有效

• 申請號: 202110067972.2
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112886924B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 馬銘遙;張志祥;云平;徐君
• 申請（專利權）人: 陽光電源股份有限公司;合肥工業大學
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李婷婷

1.一種光伏組件故障診斷方法，本光伏組件由n個結構相同的光伏子串串聯構成，n≥2，每個光伏子串又由一個或多個光伏電池串聯構成，每個光伏子串的兩端反并聯一個旁路二極管，其特征在于，所述方法包括：

獲取光伏組件的I-V曲線；

判斷所述I-V曲線上電壓區間(U_t，U_s)內的各點與一直線的相對位置，所述直線是由所述I-V曲線上的P₁、P₂點確定的直線，所述光伏組件的I-V曲線整體呈現凸函數特征時電壓區間(Ut，Us)內的光伏組件I-V曲線在P₁和P₂兩點構成的直線上方；若各點均在所述直線上方，判定本光伏組件無電流失配故障，否則，判定本光伏組件存在電流失配故障；

其中，P₁點坐標為(U_s,I_s)，V_OC為本光伏組件的開路電壓；P₂點坐標為(U_t,I_t)；P₂點是以P₁為起點，沿電壓減小的方向找到的所述I-V曲線上首個滿足I_SC-I_t≤ε的點，ε為一閾值，I_SC為本光伏組件的短路電流。

2.根據權利要求1所述的光伏組件故障診斷方法，其特征在于，將所述I-V曲線上電壓區間(U_t，U_s)內的任一點Pi的坐標定義為(U_i，I_i)，判斷Pi點與所述直線的相對位置，具體包括：

計算所述直線的表達式為：

b＝-kU_t+I_t

I＝kU+b

I、U分別為光伏組件的輸出電流和電壓；

若kU_i+b≤I_i，判定Pi點在所述直線上方；若kU_i+b＞I_i，判定Pi點在所述直線下方。

3.根據權利要求1或2所述的光伏組件故障診斷方法，其特征在于，所述判定本光伏組件存在電流失配故障后，還包括：

判斷所述I-V曲線上出現的臺階的類型；若臺階是斜率小于陰影診斷閾值的直線段，判定本光伏組件被陰影遮擋；若臺階是斜率不小于所述陰影診斷閾值的直線段，判定本光伏組件出現熱斑；若臺階呈現凸函數特性，判定本光伏組件表面玻璃碎裂。

4.根據權利要求3所述的光伏組件故障診斷方法，其特征在于，所述判斷所述I-V曲線上出現的臺階的類型，包括：

計算P₁和P₃點確定的直線的斜率絕對值K₁，P₃和P₄點確定的直線的斜率絕對值K₂，以及K₂與K₁的比值ΔK；其中，P₃和P₄是以P₁為起點，沿電壓增大的方向在所述I-V曲線的臺階上依次選取的兩點；

若K₁≤陰影診斷閾值K_{1_Th}，說明本光伏組件發生電流失配故障的原因為陰影遮擋；

若K₁＞陰影診斷閾值K_{1_Th}并且ΔK≤玻璃碎裂診斷閾值ΔK_{_Th}，說明本光伏組件發生電流失配故障的原因為熱斑；

若K₁＞陰影診斷閾值K_{1_Th}并且ΔK＞玻璃碎裂診斷閾值ΔK_{_Th}，說明本光伏組件發生電流失配故障的原因為玻璃碎裂。

5.根據權利要求1所述的光伏組件故障診斷方法，其特征在于，所述ε＝0.1。

6.根據權利要求1所述的光伏組件故障診斷方法，其特征在于，通過具備I-V掃描功能的優化器或具備I-V掃描功能的微型逆變器來獲取光伏組件的I-V曲線。