用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方法，包括以下步骤，S1，选取光伏发电单元的电参数为性能参数；S2，计算采样周期内的光伏发电单元的平均性能参数；S3，数据归一化处理；S4，发电单元的性能向量计算；S5，性能向量与平均性能向量的相关系数计算；S6，对新采样周期，计算新采用周期的全部发电单元性能向量与平均性能向量的相关系数；S7，计算相关系数构成的时间序列向量；S8，设定时间序列向量的阀值，判断发电单元故障或异常；本发明实现自动化故障诊断，能够准确快速发现故障，进而缩短故障排除时间，提高发电量，同时降低了劳动强度。
【专利说明】用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及光伏发电单元的故障检测领域，具体设及一种用于多个具有相同安装 倾角的光伏发电单元的故障检测方法。
【背景技术】
[0002] 为了有效地使用太阳的能量，布置大量太阳能电池板的太阳能发电系统已经广泛 普及。目前太阳能发电系统，范围从安装在屋顶上的各个小规模系统到能够供应区域电力 的有几兆瓦或更大发电量的各个大规模系统。
[0003] 在任何太阳能发电系统中，由于建立该系统的工作中的误差、其零件的缺陷、基于 多年使用的随寿命而退化、由雷电之类引起的故障、天气、保养或遮蔽等外界因素，其发电 量可能下降。当发电量的下降是被任何暂时的外界因素引起时，该种下降可W被忽略。然 而，当它是被故障引起时，需要尽快修复或更换相应的模块或组件。然而，在由许多太阳能 电池模块或太阳能电池串组成的发电系统中，为了通过排除外界因素的影响，只找出有故 障的模块或组件，需要相当多的时间和劳动。要识别故障本身的存在是困难的，尤其是在兆 瓦级太阳能系统中，为提供1兆瓦或更多的发电量，其中几百或更多的串或者数千或更多 的组件被布置在数千平方米面积更广的场地中。要对故障的位置定位更为困难。为了有效 监控光伏发电系统的工作状态，各种监控设备和系统已经集成到太阳能发电系统中，但是 如何利用该些监控数据判断故障发电单元缺乏方法和手段。
[0004] 现有技术中，专利《串故障监控》（申请号201080039198. 4)提出一种基于平均值 或中间值的极限值比较方法判断直接接入组串式逆变器的多个相同容量太阳能组件串故 障的方法，适应于相同容量太阳能组件串故障检测，而且每个组件串都需要确定一个基准 电流值，计算复杂，误差大，使用范围有限。
[0005] 现有常规做法是通过值班人员分析光伏发电单元输出曲线进而判断出故障。故障 诊断时间长，费时费力，因为人工检测，可能造成漏检误判。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术存在的上述不足，目的在于提供一种用于多个相同安装倾角 的光伏发电单元的故障检测方法，既可W嵌入组串式逆变器等设备内进行故障诊断，也可 W应用在光伏发电监控系统内，进行太阳能方阵-逆变器等功率发电单元的故障诊断。
[0007] 本发明技术方案如下；
[0008] 一种用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方法，包括W下步骤，
[0009] S1，选取光伏发电单元的电参数；此参数能够反应光伏发电单元的发电性能参 数；
[0010] S2,计算采样周期内的光伏发电单元的平均性能参数；T表示采样周期，xi(k)表 示在第k个周期T内第i发电单元的平均性能参数，假设当前采样周期为第k个周期T，相 同安装倾角的光伏发电单元为n个，对第1到第n个光伏发电单元的性能参数进行采样、滤 波数据处理后，计算得到xUk)、x2化)、…义口化）；xn(k)表示在第k个周期T内第n发电 单元的平均性能参数；即XI化)、x2化)、…xn化）分别表示在第k个周期T内第1到n个 发电单元的平均性能参数；
[0011] S3,数据归一化处理；基于发电单元的性能参数对应的额定参数，计算得到的归一 化性能参数-…-v"(/v'）i -y1(A')、-y2(/c)、…-y"(A:)为 xl 化）、x2 化）、…xn 似的归一化 处理后的性能参数；即将发电单元的性能参数对应的额定参数作为分母，将步骤S2计算得 到xUk)、x2化)、…xn似分别作为分子，计算得到的归一化性能参数；1 W、;W-)、…;i
[0012] S4,发电单元的性能向量计算；对kT-mT到kT时间内第i个发电单元，归一化性能 参数构成的第k个周期的性能向量为巧(&) =[却&-"!)，刮+ --一/(A:)]对kT-mT到 I- ^-1 ? kT时间内全部n个发电单元的性能向量进行计算，得到第k个周期的平均性能向量玄a) (全部n个发电单元相同周期内对应的性能向量之和求平均），其中m为正整数，且m < k ;
[001引 良P
【权利要求】
1. 一种用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方法，其特征在于，包括以 下步骤， S1，选取光伏发电单元的电参数为性能参数； 52, 计算采样周期内的光伏发电单元的平均性能参数：T表示采样周期，xi(k)表示在 第k个周期T内第i发电单元的平均性能参数，假设当前采样周期为第k个周期T，相同安 装倾角的光伏发电单元为n个，对第1到第n个光伏发电单元的性能参数进行采样、滤波数 据处理后，计算得到xl(k)、x2(k)、--?xn(k) ;xn(k)表示在第k个周期T内第n个发电单 元的平均性能参数； 53, 数据归一化处理：基于发电单元的性能参数对应的额定参数，计算得到的归一化性
时间序列向量，其中P为正整数； S8,设定时间序列向量的分量阀值pth，把n个发电单元的时间序列向量Pi的分量分 别与分量阀值Pth进行对比，判断当前时刻发电单元故障，其中i= 1,2…n。
2. 根据权利要求1所述的一种用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方 法，其特征在于， 步骤S1所述的光伏发电单元的电参数为对并联的光伏组件串的各组件串电流或者对 并网逆变器的输出交流功率。
3. 根据权利要求1所述的一种用于多个相同安装倾角的光伏发电单元的故障检测方 法，其特征在于， 步骤S8所述时间序列向量的阀值0 <Pth<1。
【文档编号】H02S50/10GK104485889SQ201510009927
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2015年1月8日 优先权日:2015年1月8日
【发明者】史君海, 瞿建国, 冷吉果, 缪卫龙, 唐沁雪, 张勇成 申请人:江苏蓝天光伏科技有限公司