[發明專利]一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統及方法

在審

• 申請號: 202111167692.5
• 申請日: 2021-10-07
• 公開（公告）號: CN113922758A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 安愛民;趙瑩瑩;王茜茜;陳銅川;周妍;陳偉;徐逸凡
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: H02S50/10
• 分類號: H02S50/10
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責任公司 62102
• 代理人: 何誠慧

1.一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統，其特征在于：包括初步故障預警單元、故障診斷單元、故障類型鑒別單元；所述初步故障預警單元、故障診斷單元、故障類型鑒別單元依次電性連接；

所述初步故障預警單元，通過檢測光伏組件標準運行情況下的數據以及故障發生時的實時運行數據，對兩者作差與預設差值比較，初步預測光伏組件的故障情況并發出預警提示；

所述故障診斷單元，在接收到初步故障預警單元發出的預警信號后，故障診斷系統被觸發，正式啟動故障診斷單元，用于確認并判定各光伏組件的故障情況；

所述故障類型鑒別單元，根據上述觸發信號啟動故障類型鑒別單元；所述故障類型鑒別單元為外在故障與系統故障，所述外在故障指陰影物遮擋；所述系統故障包括：組件連接故障、旁路二極管故障、組件或者線路老化、電網故障。

2.如權利要求1所述一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統，其特征在于：

所述初步故障預警單元運行步驟如下：

1)比較標準運行數據和各光伏組件的實時運行數據，對各光伏組件進行初步故障診斷，對標準運行數據和各光伏組件的實時運行數據進行求差處理，獲取運行差值信息；

2)根據運行差值信息和預設差值范圍信息，對各光伏組件進行初步故障診斷；當對比獲知運行差值信息對應的差值超出預設差值范圍信息，則初步判定光伏組件發生故障；

對標準運行數據和各光伏組件的實時運行數據進行求差處理，獲取運行差值信息的步驟具體包括：

根據光伏組件的標識信息，將各光伏組件的實時運行數據與標準運行數據進行求差處理，獲取各光伏組件對應的運行差值信息。

3.如權利要求2所述一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統，其特征在于：所述故障診斷單元包括順次電性連接的數據處理模塊、數據分析模塊、診斷模塊；所述故障診斷單元運行步驟如下：

1)將數據處理模塊的結果發送到數據分析模塊，將所述實時發電能效值E_n與前一天的發電能效平均值進行對比分析；

當實時發電能效值E_n超過前一天的發電能效平均值的20％，則電站監測并記錄此種情形次數，診斷模塊記錄的次數占比超過對比總次數的5％，則觸發下級故障類型鑒別單元。

4.如權利要求1所述一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統，其特征在于：所述數據處理模塊運行步驟如下：

1)首先需要輻照度傳感器、電流傳感器以及電壓傳感器，分別實時監測室外輻照度信息S_n，電流信息I_n，電壓信息U_n；

2)然后對監測到的數據進行處理，所述光伏組件的實時的發電能效值E_n的公式為：E_n＝S_n/(I_nU_n)，其中n為數據采集模塊的采集次數。

5.如權利要求1所述一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統，其特征在于：

所述數據分析模塊運行步驟如下：

1)將實時采集的數據信息與預設的理論值進行對比分析；

2)當輻照度信息、電流信息、電壓信息中的任意一項信息超過所述預設的理論值且次數累計占比超過總次數的5％，則診斷故障，觸發下一級信號。

6.如權利要求1所述一種用于礦山治理的光伏組件故障診斷與鑒別系統，其特征在于：所述故障類型鑒別單元包括依次電性連接的排除外在遮擋物干擾模塊、系統故障類型鑒別模塊、通知檢修模塊；所述故障類型鑒別單元運行步驟如下：

步驟1：排除外在遮擋物干擾模塊：判定系統故障是否由固定遮擋物引起，若是由固定遮擋物引起，則不作為系統故障處理，解除警報；否則進入步驟2，作具體的系統故障類型判定；

步驟2：系統故障類型鑒別模塊：將系統故障分為：組件連接錯誤，組件二極管旁路、組件或線路老化、電網故障，逐一比較判定，確定系統故障的類型；

步驟3：通知檢修模塊模塊：在確定了具體的故障類型后，再次詳細通知維修人員以做好維修準備工作，及時解決故障。