一种基于监控系统的光伏组件衰减异常诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及绿色能源发电技术领域，特别是一种基于监控系统的光伏组件衰减异常诊断方法。
【背景技术】
[0002]随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一，光伏发电作为一种新兴绿色能源产业，逐步得到了国家的重视与扶持。但是由于光伏电站中的光伏组件数量巨大，光伏发电板件受内、外因素造成的故障率较高，且光伏组件不具有通信交互能力等原因，导致光伏发电的光电转换率降低，同时也造成了运维成本的增大及电力资源的浪费。
[0003]而随着计算机技术的不断发展，大数据挖掘技术的应用将提高光伏电站的运维水平。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题为:基于实时监控技术，对运行中的光伏组件进行衰减异常的诊断，及时发现故障点，保障光伏电站的正常运行，提高光伏电站的发电效率。
[0005]本发明采取的技术方案具体为:一种基于监控系统的光伏组件衰减异常诊断方法，所述监控系统实时控制并监测光伏电站内发电设备的运行状态及电气量；
方法包括以下步骤，
步骤一，建立基于光伏电站发电设备拓扑结构的光伏电站发电设备模型；
上述光伏电站发电设备拓扑结构包括I个以上光伏逆变器小室，各光伏逆变器小室中设有I台以上光伏逆变器，各光伏逆变器连接有I个以上光伏汇流箱，各光伏汇流箱中包括I条以上汇流箱支路，各汇流箱支路串联连接有I个以上光伏组件；
步骤二，按照光伏组件在光伏电站内所处的地理区域位置，对与之相关联的光伏汇流箱进行分组，将光伏电站虚拟为包含若干虚拟诊断区域；
步骤三，实时采集光伏电站内各光伏汇流箱支路的电流值、逆变器直流柜正电母线对地电压值以及负电母线对地电压值，并将各汇流箱支路电流值转换为等效电流值；
步骤四，以步骤二中设定的各个虚拟诊断区域为单位，诊断各虚拟诊断区域内的各光伏汇流箱支路是否异常，如果是则转至步骤五，如果否则结束本次诊断；
上述诊断各光伏汇流箱支路是否异常包括步骤:
al，定义诊断时间区间，诊断时间是否在诊断时间区间内；
bl，定义诊断有效辐射阈值，利用光辐照仪检测各虚拟诊断区域的当前光辐射值，并诊断当前辐射值是否大于诊断有效辐射阈值；
Cl，在al、bl诊断结果皆为是的基础上，计算各虚拟诊断区域内汇流箱支路等效电流的平均值，并根据计算结果定义第一等效电流阈值;检测相应各虚拟诊断区域内各汇流箱支路等效电流值，如检测值低于第一等效电流阈值，则诊断相应光伏汇流箱支路为异常； dl，在al、bl诊断结果皆为是的基础上，结合当前光辐射值以及光伏板件参数，理论计算各虚拟诊断区域内各汇流箱支路的等效电流值，并根据理论计算结果定义第二等效电流阈值;检测各虚拟诊断区域内各汇流箱支路的实际等效电流，如实际等效电流低于第二等效电流阈值，则诊断相应光伏汇流箱支路为异常；
步骤五，诊断汇流箱支路异常工况是否与光伏组件衰减相关，如果是则转至步骤六，如果否则结束本次诊断；
上述汇流箱支路异常工况与光伏组件衰减相关的诊断条件包括: a2，光伏汇流箱支路等效电流为非零或非接近于零；
b2，光伏逆变器直流柜正母线对地电压与负母线对地电压绝对值的差值为零或接近于零；
步骤六，利用步骤一中定义的光伏电站发电设备模型，定位与异常汇流箱支路相关联光伏组件组串，此光伏组件组串中即包含有存在衰减异常运行工况的光伏组件。
[0006]本发明在应用时，对于光伏电站中光伏组件的相关诊断可由监控系统完成，基于监控系统获取的相关运行状态数据即可分析得到存在衰减异常工况的光伏组件，从而便于工作人员及时维护，保障光伏电站的正常运行。
[0007]进一步的，本发明还包括步骤七，定义重复诊断时间间隔，每时间间隔重复执行一次步骤三至步骤六，若存在同一光伏汇流箱支路连续4次因光伏组件衰减被诊断为异常，则输出告警信息，告警信息中包括步骤六中定位出的光伏组件组串信息；
步骤四或步骤五的诊断结果为否时，则转至步骤七。所述光伏组件组串信息包括与组串中各光伏组件对应的拓扑链接路径，从而便于运维人员及时进行检查维护。所述重复诊断时间间隔可设置为半小时，监控系统每隔半小时即对拓扑结构内的各光伏汇流箱支路进行电气量采集，进而诊断。
[0008]如步骤七后因其它原因需要退出诊断流程，则结束本发明方法，否则继续重复执行步骤三至步骤七。
[0009]优选的，本发明步骤四中，所述诊断时间区间为上午9点至下午3点之间；诊断有效辐射阈值为400W/V;第一等效电流阈值为相应虚拟区域内等效电流平均值的70%;第二等效电流阈值为相应汇流箱支路理论等效电流理论计算值的60%。
[0010]本发明的有益效果为:通过对监控系统采集的光伏汇流箱各支路电流的实时运行数据进行逻辑分析，诊断出异常的汇流箱支路，进一步分析汇流箱支路异常若与光伏组件衰减相关，则通过光伏电站数据模型定位出异常支路关联的光伏组件组串，并告警。本发明能避免光伏组件因不具有通信交互功能，使局部故障点长期不易被发现而导致光伏电站发电效率降低的运行工况；同时本发明不需要额外在光伏电站中增加专业故障诊断装置，成本也相应降低。
【附图说明】
[0011 ]图1所示为本发明方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0012]结合图1所示，本发明为基于监控系统的光伏组件衰减异常诊断方法，所述监控系统实时控制并监测光伏电站内发电设备的运行状态及电气量；
本发明方法包括以下步骤，
步骤一，建立基于光伏电站发电设备拓扑结构的光伏电站发电设备模型；
光伏发电设备的电气连接结构为拓扑结构，所述拓扑结构为:一个光伏电站中设置多个光伏逆变器小室，一个光伏逆变器小室中设置多台光伏逆变器，一台光伏逆变器连接多个光伏汇流箱，一个光伏汇流箱中拥有多条汇流箱支路，一条汇流箱支路串联连接多个光伏组件；
步骤二，按照光伏组件在光伏电站内所处的地理区域位置，对与之相关联的光伏汇流箱进行分组，将光伏电站虚拟为包含若干虚拟诊断区域；
步骤三，实时采集光伏电站内各光伏汇流箱支路的电流值、逆变器直流柜正电母线对地电压值以及负电母线对地电压值，并将各汇流箱支路电流值转换为等效电流值；
步骤四，以步骤二中设定的各个虚拟诊断区域为单位，诊断各虚拟诊断区域内的各光伏汇流箱支路是否异常，如果是则转至步骤五，如果否则结束本次诊断；
上述诊断各光伏汇流箱支路是否异常包括步骤:
al，定义诊断时间区间，诊断时间是否在诊断时间区间内；
bl，定义诊断有效辐射阈值，利用光辐照仪检测各虚拟诊断区域的当前光辐射值，并诊断当前辐射值是否大于诊断有效辐射阈值；
Cl，在al、bl诊断结果皆为是的基础上，计算各虚拟诊断区域内汇流箱支路等效电流的平均值，并根据计算结果定义第一等效电流阈值;检测相应各虚拟诊断区域内各汇流箱支路等效电流值，如检测值低于第一等效电流阈值，则诊断相应光伏汇流箱支路为异常；
dl，在al、bl诊断结果皆为是的基础上，结合当前光辐射值以及光伏板件参数，理论计算各虚拟诊断区域内各汇流箱支路的等效电流值，并根据理论计算结果定义第二等效电流阈值;检测各虚拟诊断区域内各汇流箱支路的实际等效电流，如实际等效电流低于第二等效电流阈值，则诊断相应光伏汇流箱支路为异常；
步骤五，诊断汇流箱支路异常工况是否与光伏组件衰减相关，如果是则转至步骤六，如果否则结束本次诊断；
上述汇流箱支路异常工况与光伏组件衰减相关的诊断条件包括: a2，光伏汇流箱支路等效电流为非零或非接近于零；
b2，光伏逆变器直流柜正母线对地电压与负母线对地电压绝对值的差值为零或接近于零。
实施例
[0013]图1所示的实施例中还包括步骤七，定义重复诊断时间间隔，每时间间隔重复执行一次步骤三至步骤六，若存在同一光伏汇流箱支路连续4次因光伏组件衰减被诊断为异常，则输出告警信息，告警信息中包括步