一种光伏组串故障点的定位方法、记录媒体及系统与流程

本发明属于光伏组件检测，公开了一种光伏组串故障点的定位方法、记录媒体及系统。

背景技术：

1、随着光伏发电装机的迅猛发展，对光伏发电的运行维护提出了新的标准和要求。作为光伏电站的主要发电部件，光伏组件的数量众多，面临着短路、老化等诸多运行问题。如何从诸多的运行信息中实时识别问题组串并排除故障是光伏电站发展中需要解决的问题。

2、大型地面光伏电站一般由若干个发电的光伏逆变器组成，每个光伏逆变器负责将逆变器所属的所有汇流箱汇集的直流电转换成交流电。每个汇流箱负责汇集该汇流箱所有组串发电产生的电流。大型地面光伏电站，一台逆变器一般约有14-17台左右的汇流箱，每台汇流箱接入15-20组光伏组串。由此可见，每个光伏电站拥有数量众多的光伏组串，因此，对光伏组串故障的实时鉴定十分重要。

3、传统的巡检或其他的光伏组串故障的诊断方法，主要依靠人工巡检来实现，这耗费了大量的人力和物力，成本较高，效率低下，给光伏电站的运营带来很大的负担。另外，传统的依靠发电离散率或类似的方法只能判断出发电量低下的组串，而不能准确的定位故障组串，因为发电量低下的组串不一定就是故障组串，有可能是受制于组串本身发电能力。

4、因此，基于在线获取的组串数据检测和识别异常故障组串就显得十分重要，现有研究中有利用在线计算的电流偏离率作为故障判断依据，该方法通过计算当前时刻电流点的离群异常因子来判断异常故障点，然而在实际中，光伏不同组串受限与辐照度、灰尘以及串并联电阻影响，依据在线计算的离散因子判断出的异常故障组串并不准确。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供一种光伏组串故障点的定位方法，具体方案包括如下步骤：

2、收集不同时刻光伏组串正常运行时的历史电流数据，将同一时刻的不同光伏组串的电流数据排成一行，随机取p行数据构成参考集s1，取q行数据构成检验集s2，q≥30，p＞q；

3、分别计算检验集s2的数据行xj与参考集s1的所有数据行xi的欧几里得间距dj，将所述欧几里得间距dj按降序排列，取排在最后的n个所述欧几里得间距dj对应的数据行xj组成正常相似集sj，其中15≥n≥10；

4、汇总s1数据行xi与正常相似集sj的每个数据行xj的欧几里得距离dj到正常总间距函数ei，其中d为光伏组串数；将测定时刻t的不同光伏组串的电流数据排成测定数据行xt，计算xt与参考集s1的所有数据行xi的欧几里得间距，将所述欧几里得间距按降序排列，取排在最后的n个所述欧几里得间距对应的数据行xi组成测定相似集st,汇总xt与测定相似集st的每个数据行xi的欧几里得距离dt得到测定总间距函数et；

5、设定离散异常累计概率阈值α，计算所述et小于ei的累计概率密度函数当则确定测定时刻t获得的数据离散异常，计算离散异常系数追溯1个或多个之前相邻测定时刻的离散异常系数并做累计，如之前不存在相邻测定时刻的离散异常系数则累计0，当累计值超过设定的阈值则判定在测定时刻t光伏组串存在故障；计算存在故障的数据行xt与测定相似集st中同一组串电流数据的欧几里得间距，将欧几里得间距最大值对应的组串定位为故障组串。

6、优选的，所述判定的方法为：计算测定时刻的离散异常系数设置累积异常系数阈值h，累积异常系数为gt

7、if

8、

9、else

10、gt＝0

11、tg＝min{t:gt≥h}

12、其中g0＝0，t≥1，确定故障发生的时刻t＝tg，相应的故障时刻的数据行xt标为数据行xtg，也即存在故障的数据行xt在后续公式及相关说明中也可简化为数据行xtg。

13、进一步的，计算存在故障的数据行xt与测定相似集st中同一组串电流数据的欧几里得间距的方法为：设光伏组串数量为d，k取值为1至d内所有整数，所述数据行xtg包括d个组串的电流数据xtg,k，测定相似集st内的每个数据行xi则包括d个组串的电流数据xi,k。

14、

15、dtg,k为存在故障的数据行xtg与测定相似集st中第k组串电流数据的欧几里得间距。

16、本发明的另一方案在于提供一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，当执行指令时，将致使处理电路执行上述的一种光伏组串故障点的定位方法。

17、本发明的又一方案在于提供一种光伏组串故障点的定位系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行上述一种光伏组串故障点的定位方法。

18、本发明的有益效果为：

19、本发明所述的光伏组串异常故障在线检测方法从运维后台获取的组串历史数据库中获取正常运行时组串电流数据的统计特性，并依次建立组串异常故障判据，判据只与光伏组串自身的正常状态有关，剔除了环境因素或光伏组串参数、质量的影响，因而本方法可以实时在线识别异常故障组串，减少组串故障检修时间，减少因组串故障引起的发电量损失。

技术特征：

1.一种光伏组串故障点的定位方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光伏组串故障点的定位方法，其特征在于，所述判定的方法为：计算测定时刻的离散异常系数设置累积异常系数阈值h，累积异常系数为gt

3.根据权利要求2所述的一种光伏组串故障点的定位方法，其特征在于，计算存在故障的数据行xt与测定相似集st中同一组串电流数据的欧几里得间距的方法为：设光伏组串数量为d，k取值为1至d内所有整数，所述数据行xtg包括d个组串的电流数据xtg,k，测定相似集st内的每个数据行xi则包括d个组串的电流数据xi,k。

4.一种非暂态可读记录媒体，用以存储包含多个指令的一个或多个程序，其特征在于，当执行指令时，将致使处理电路执行权利要求1-3中任一项所述的一种光伏组串故障点的定位方法。

5.一种光伏组串故障点的定位系统，包括处理电路及与其电性耦接的存储器，其特征在于，所述存储器配置储存至少一程序，所述程序包含多个指令，所述处理电路运行所述程序，能执行权利要求1-3中任一项所述的一种光伏组串故障点的定位方法。

技术总结
本发明属于光伏组件检测技术领域，特别涉及一种光伏组串故障点的定位方法，通过计算历史组串电流数据的概率统计特性，在线计算数据的离散异常系数，实时识别异常故障组串。本发明可以减少运维检修时间，实时准确地识别故障组串，减少因组串故障引起的发电量损失。本发明还提供一种存储有该方法程序的非暂态可读记录媒体及包含该媒体的系统，通过处理电路可以调用程序，执行上述方法。适宜对光伏组串的在线监测项目中推广。

技术研发人员：索吉明,牛笃太,喻飞,代力,叶任时,许道春,苏毅,邓伟,李成子,齐锋
受保护的技术使用者：国家电投集团湖北绿动新能源有限公司光伏分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29