[發明專利]基于k-medoids算法的光伏陣列故障識別方法

在審

• 申請號: 202111194843.6
• 申請日: 2021-10-14
• 公開（公告）號: CN113919426A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 趙慶明;王世蓉
• 申請（專利權）人: 貴州理工學院
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;H02S50/10
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

本發明公開了一種基于k?medoids算法的光伏陣列故障識別方法，它包括：步驟1、利用光伏陣列運行在最大功率點的信息計算光伏陣列所處位置的太陽輻照度G和溫度T_C；步驟2、利用光伏組件在標準測試條件下的物理參數值計算在太陽輻照度G和溫度T_C下的光伏組件實際物理參數值；步驟3、根據光伏陣列中組串電流計算相應的光伏組件電壓；步驟4、采用k?medoids聚類算法對光伏陣列中各個組串中的組件電壓和電流進行聚類分析；步驟5、根據聚類分析結果對整個光伏陣列進行故障識別；解決了現有技術光伏陣列和組件的保護存在盲區，并且保護的靈敏性和可靠性都得不到保證等技術問題。

技術領域

本發明屬于光伏陣列故障診斷技術領域；尤其涉及一種基于k-medoids算法的光伏陣列故障識別方法。

背景技術

根據光伏電站的直流母線是否接地，可分為接地型光伏系統和不接地型光伏系統。接地型光伏系統的直流母線負極通過接地故障檢測隔離(Ground fault detectionand interruption,GFDI)熔斷器裝置與大地相連，GFDI通常使用普通的保險絲來完成光伏組件的簡單過流保護，對于光伏陣列和組件的保護存在盲區，并且保護的靈敏性和可靠性都得不到保證。非接地型光伏系統通常使用殘余電流檢測裝置(Residual currentdevices,RCDs)采集光伏電站的直流正負極母線電流之差作為動作信號來控制逆變器，以便實現光伏陣列故障隔離，RCDs的保護性能與GFDI相似，同樣存在保護盲區。

發明內容

本發明要解決的技術問題：提供一種基于k-medoids算法的光伏陣列故障識別方法，以解決現有技術光伏陣列和組件的保護存在盲區，并且保護的靈敏性和可靠性都得不到保證等技術問題。

本發明技術方案：

一種基于k-medoids算法的光伏陣列故障識別方法，它包括：

步驟1、利用光伏陣列運行在最大功率點的信息計算光伏陣列所處位置的太陽輻照度G和溫度T_C；

步驟2、利用光伏組件在標準測試條件下的物理參數值計算在太陽輻照度G和溫度T_C下的光伏組件實際物理參數值；

步驟3、根據光伏陣列中組串電流計算相應的光伏組件電壓；

步驟4、采用k-medoids聚類算法對光伏陣列中各個組串中的組件電壓和電流進行聚類分析；

步驟5、根據聚類分析結果對整個光伏陣列進行故障識別。

步驟1所述太陽輻照度G和溫度T_C的計算方法為：

在標準測試條件下輻照度為G_STC＝1000W/m²，溫度為T_C,STC＝25℃，AM1.5的光譜條件下光伏電池的最大輸出功率表達式為P_mpp,STC＝V_mpp,STCI_mpp,STC；

式中V_mpp,STC和I_mpp,STC分別為標準測試條件下最大功率點所對應的輸出電壓和輸出電流；

光伏電池在最大功率點(MPP)的電流I_mpp與太陽輻照度的關系式為

式中G和G_STC分別為光伏陣列所在位置的實際輻照度和標準輻照度；

由公式(1)得出：

由式(2)的得出，由逆變器實際運行的最大功率點處電流推算出太陽輻照度G，光伏電池的最大功率點的功率與溫度之間的關系式為：