一种用于光伏组件的故障诊断方法和系统

申请号 CN202410255945.1 申请日 2024-03-06 公开(公告)号 CN118041236A 公开(公告)日 2024-05-14
申请人 广西职业技术学院; 发明人 邓云; 吴时东; 阮泽荣; 范佳诚;
摘要 本 发明 适用于光伏设备诊断技术领域,尤其涉及一种用于光伏组件的故障诊断方法和系统,所述方法包括:根据光伏组件的设置 位置 ,构建光伏组件位置矩阵;根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据;判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤;对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果。本发明基于光伏组件被选中的次数来筛选存在异常的光伏组件,通过上述方案可以在不设置外部结构的情况下实现对光伏组件的诊断,并且诊断效率高,可以自动识别出现故障的光伏组件。
权利要求

1.一种用于光伏组件的故障诊断方法,其特征在于,所述方法包括:
根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,所述光伏组件位置矩阵中的元素为各个光伏组件的编号;
根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据,所述实时发电量数据包括前置发电量测量值和后置发电量测量值;
基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤;
对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果。
2.根据权利要求1所述的用于光伏组件的故障诊断方法,其特征在于,所述根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录实时发电量数据的步骤,具体包括:
利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组件,将其定义为前置光伏组件和后置光伏组件;
断开前置光伏组件,后置光伏组件保持接入状态,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第一次记录,得到前置发电量测量值;
接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第二次记录,得到后置发电量测量值。
3.根据权利要求2所述的用于光伏组件的故障诊断方法,其特征在于,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤的步骤,具体包括:
计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据总和的数值确定前置光伏组件或者后置光伏组件为低发电量光伏组件;
利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件;
将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组件,进行通断切换处理,重复此过程,直到所有光伏组件均被选中。
4.根据权利要求1所述的用于光伏组件的故障诊断方法,其特征在于,所述对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果的步骤,具体包括:
基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编号,确定每一个编号被选中的次数,得到切换次数统计数据;
基于预设的阈值判定出现故障的光伏组件,并调取历史统计数据;
基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对各个光伏组件出现故障的时间进行预测,生成故障诊断结果。
5.根据权利要求3所述的用于光伏组件的故障诊断方法,其特征在于,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件的步骤中,读取直流汇流箱的矫正平均发电量P=P0(N‑1)/N,前置发电量测量值为P1,后置发电量测量值P2,K1为预设的判定常数,当(1‑K1)P<(P1+P2),判定当前两组光伏组件初步鉴定无故障,此时以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,前置光伏组件和后置光伏组件均视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1>P2,则以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时后置光伏组件视为被选中两次,前置光伏组件视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1小于P2,则以前置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时前置光伏组件视为被选中两次,后置光伏组件视为被选中一次。
6.一种用于光伏组件的故障诊断系统,其特征在于,所述系统包括:
矩阵构建模,用于根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,所述光伏组件位置矩阵中的元素为各个光伏组件的编号;
通断切换模块,用于根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据,所述实时发电量数据包括前置发电量测量值和后置发电量测量值;
重复测试模块,用于基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤;
统计诊断模块,用于对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果。
7.根据权利要求6所述的用于光伏组件的故障诊断系统,其特征在于,所述通断切换模块包括:
组件选择单元,用于利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组件,将其定义为前置光伏组件和后置光伏组件;
第一切换单元,用于断开前置光伏组件,后置光伏组件保持接入状态,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第一次记录,得到前置发电量测量值;
第二切换单元,用于接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第二次记录,得到后置发电量测量值。
8.根据权利要求7所述的用于光伏组件的故障诊断系统,其特征在于,所述重复测试模块包括:
发电值统计单元,用于计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据总和的数值确定前置光伏组件或者后置光伏组件为低发电量光伏组件;
随机选择单元,用于利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件;
重复通断测试单元,用于将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组件,进行通断切换处理,重复此过程,直到所有光伏组件均被选中。
9.根据权利要求6所述的用于光伏组件的故障诊断系统,其特征在于,所述统计诊断模块包括:
数据统计单元,用于基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编号,确定每一个编号被选中的次数,得到切换次数统计数据;
故障诊断单元,用于基于预设的阈值判定出现故障的光伏组件,并调取历史统计数据;
故障预测单元,用于基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对各个光伏组件出现故障的时间进行预测,生成故障诊断结果。
10.根据权利要求8所述的用于光伏组件的故障诊断系统,其特征在于,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件的步骤中,读取直流汇流箱的矫正平均发电量P=P0(N‑1)/N,前置发电量测量值为P1,后置发电量测量值P2,K1为预设的判定常数,当(1‑K1)P<(P1+P2),判定当前两组光伏组件初步鉴定无故障,此时以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,前置光伏组件和后置光伏组件均视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1>P2,则以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时后置光伏组件视为被选中两次,前置光伏组件视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1小于P2,则以前置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时前置光伏组件视为被选中两次,后置光伏组件视为被选中一次。

说明书全文

一种用于光伏组件的故障诊断方法和系统

技术领域

[0001] 本发明属于光伏设备诊断技术领域,尤其涉及一种用于光伏组件的故障诊断方法和系统。

背景技术

[0002] 光伏组件,也称为太阳能电池板或太阳电池组件,是太阳能发电系统中的核心部分,用于将接收到的太阳光能直接转化为直流电能。它是由多个单体太阳能电池片按照串联和并联的方式封装在一起形成的单元。这些电池片通常由材料(如单晶硅多晶硅)制成,有时也可以使用薄膜技术(如非晶硅、铟镓硒CIGS、碲化镉CdTe或砷化镓GaAs等)在当前的光伏组件中,通常采用热成像的方式对发电异常的光伏组件进行检测,但是上述方式仅能够检测由于异常导致发热的光伏组件,并且需要设置大量的热成像设备,成本造价高,且能够识别的光伏组件的异常类型少,故障诊断效率低。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种用于光伏组件的故障诊断方法,旨在解决现有技术中,仅能够检测由于异常导致发热的光伏组件,并且需要设置大量的热成像设备,成本造价高,且能够识别的光伏组件的异常类型少,故障诊断效率低的问题。
[0004] 本发明是这样实现的,一种用于光伏组件的故障诊断方法,所述方法包括:根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,所述光伏组件位置矩阵中的
元素为各个光伏组件的编号;
根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记
录直流汇流箱的实时发电量数据,所述实时发电量数据包括前置发电量测量值和后置发电量测量值;
基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一
组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤;
对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否
出现故障,生成故障诊断结果。
[0005] 优选的,所述根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录实时发电量数据的步骤,具体包括:利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组件,将其定义为前置光
伏组件和后置光伏组件;
断开前置光伏组件,后置光伏组件保持接入状态,对直流汇流箱的实时发电量数
据进行第一次记录,得到前置发电量测量值;
接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第
二次记录,得到后置发电量测量值。
[0006] 优选的,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤的步骤,具体包括:计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据总和的数值确定前置光
伏组件或者后置光伏组件为低发电量光伏组件;
利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件;
将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组
件,进行通断切换处理,重复此过程,直到所有光伏组件均被选中。
[0007] 优选的,所述对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果的步骤,具体包括:基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编号,确定每一个编号被
选中的次数,得到切换次数统计数据;
基于预设的阈值判定出现故障的光伏组件,并调取历史统计数据;
基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对各个光伏组件出现故
障的时间进行预测,生成故障诊断结果。
[0008] 优选的,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件的步骤中,读取直流汇流箱的矫正平均发电量P=P0(N‑1)/N,前置发电量测量值为P1,后置发电量测量值P2,K1为预设的判定常数,当(1‑K1)P<(P1+P2),判定当前两组光伏组件初步鉴定无故障,此时以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,前置光伏组件和后置光伏组件均视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1>P2,则以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时后置光伏组件视为被选中两次,前置光伏组件视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1小于P2,则以前置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时前置光伏组件视为被选中两次,后置光伏组件视为被选中一次。
[0009] 本发明的另一目的在于提供一种用于光伏组件的故障诊断系统,所述系统包括:矩阵构建模,用于根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,所述光伏组件位置矩阵中的元素为各个光伏组件的编号;
通断切换模块,用于根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进
行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据,所述实时发电量数据包括前置发电量测量值和后置发电量测量值;
重复测试模块,用于基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组
件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤;
统计诊断模块,用于对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判
定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果。
[0010] 优选的,所述通断切换模块包括:组件选择单元,用于利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组
件,将其定义为前置光伏组件和后置光伏组件;
第一切换单元,用于断开前置光伏组件,后置光伏组件保持接入状态,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第一次记录,得到前置发电量测量值;
第二切换单元,用于接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第二次记录,得到后置发电量测量值。
[0011] 优选的,所述重复测试模块包括:发电值统计单元,用于计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据
总和的数值确定前置光伏组件或者后置光伏组件为低发电量光伏组件;
随机选择单元,用于利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光
伏组件;
重复通断测试单元,用于将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置
光伏组件和后置光伏组件,进行通断切换处理,重复此过程,直到所有光伏组件均被选中。
[0012] 优选的,所述统计诊断模块包括:数据统计单元,用于基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编
号,确定每一个编号被选中的次数,得到切换次数统计数据;
故障诊断单元,用于基于预设的阈值判定出现故障的光伏组件,并调取历史统计
数据;
故障预测单元,用于基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对
各个光伏组件出现故障的时间进行预测,生成故障诊断结果。
[0013] 优选的,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件的步骤中,读取直流汇流箱的矫正平均发电量P=P0(N‑1)/N,前置发电量测量值为P1,后置发电量测量值P2,K1为预设的判定常数,当(1‑K1)P<(P1+P2),判定当前两组光伏组件初步鉴定无故障,此时以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,前置光伏组件和后置光伏组件均视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1>P2,则以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时后置光伏组件视为被选中两次,前置光伏组件视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1小于P2,则以前置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时前置光伏组件视为被选中两次,后置光伏组件视为被选中一次。
[0014] 本发明提供的一种用于光伏组件的故障诊断方法,通过对各个光伏组件进行逐个断开,判定相邻两组光伏组件断开对整个直流汇流箱检测到的总发电量的影像,从而完成对所有光伏组件的诊断,基于光伏组件被选中的次数来筛选存在异常的光伏组件,通过上述方案可以在不设置外部结构的情况下实现对光伏组件的诊断,并且诊断效率高,可以自动识别出现故障的光伏组件。附图说明
[0015] 图1为本发明实施例提供的一种用于光伏组件的故障诊断方法的流程图;图2为本发明实施例提供的根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,
对其进行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据的步骤的流程图;
图3为本发明实施例提供的基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光
伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤的步骤的流程图;
图4为本发明实施例提供的对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计
结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果的步骤的流程图;
图5为本发明实施例提供的一种用于光伏组件的故障诊断系统的架构图;
图6为本发明实施例提供的一种通断切换模块的架构图;
图7为本发明实施例提供的一种重复测试模块的架构图;
图8为本发明实施例提供的一种统计诊断模块的架构图。

具体实施方式

[0016] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0017] 可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但除非特别说明,这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一xx脚本称为第二xx脚本,且类似地,可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
[0018] 如图1所示,为本发明实施例提供的一种用于光伏组件的故障诊断方法的流程图,所述方法包括:S100,根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,所述光伏组件位置矩阵中的元素为各个光伏组件的编号。
[0019] 在本步骤中,根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,对于光伏组件而言,通常是设置在一个固定的区域,并且排列整齐,将排列在一起的所有光伏组件作为一个独立的检测群体,一个检测群体内包含多个光伏组件,光伏组件产生的电能通过直流汇流箱进行汇集,直流汇流箱为每一个光伏组件设置有一个独立的电控开关,该电控开关可以切断对应光伏组件与直流汇流箱之间的连接,根据光伏组件之间的相对位置关系确定各个光伏组件的编号,将其记录在光伏组件位置矩阵的元素中。
[0020] S200,根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据,所述实时发电量数据包括前置发电量测量值和后置发电量测量值。
[0021] 在本步骤中,根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,在选择光伏组件时,第一组光伏组件直接通过随机算法生成对应的随机编号,根据随机编号即可确定被选中的第一组光伏组件,其次,第二组光伏组件从第一光伏组件附近进行选择,从而得到两组待检光伏组件,通过分别对两组待检光伏组件进行通电和断开,对直流汇流箱检测到的实时发电量数据进行记录,两组待检光伏组件分别接入时,对应的发电量为前置发电量测量值和后置发电量测量值。
[0022] S300,基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤。
[0023] 在本步骤中,基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,对前置发电量测量值和后置发电量测量值进行对比,计算两者之间的差值,基于差值判定当前发电量的波动值是否在合理范围内,若超出合理范围,则判定初步诊断当前光伏组件存在异常,那么判定异常的光伏组件视为被选中了两次,若未超出合理范围,则发电量交底的光伏组件作为低发电量光伏组件,并重新选择新的待检光伏组件,在进行通断切换处理时,A和B为两组光伏组件,先接入A,断开B,对发电量进行记录,随后接入B,断开A,再次进行记录,随后接入低发电量光伏组件,等待下一个循环。
[0024] S400,对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果。
[0025] 在本步骤中,对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,在进行测试的过程中,出现异常的光伏组件视为被选中两次,那么出现异常的光伏组件的选中次数将会明显大于其他正常的光伏组件,并且,在进行对比的过程中,两组光伏组件,始终以发电量较低的光伏组件作为低发电量光伏组件,那么出现异常的光伏组件会被反复选中,从而进一步增加被选中的次数,最终根据各个光伏组件的选中次数即可判定其是否发生异常。
[0026] 如图2所示,作为本发明的一个优选实施例,所述根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录实时发电量数据的步骤,具体包括:S201,利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组件,将其定义为
前置光伏组件和后置光伏组件。
[0027] 在本实施例中,利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组件,如利用随机算法先产生一个随机数,基于该随机数确定第一个被选中的光伏组件,即为前置光伏组件,随后,以该前置光伏组件为中心,提取该光伏组件四周的其他光伏组件,从中再次选择一个光伏组件,作为后置光伏组件。
[0028] S202,断开前置光伏组件,后置光伏组件保持接入状态,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第一次记录,得到前置发电量测量值。
[0029] S203,接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第二次记录,得到后置发电量测量值。
[0030] 在本实施例中,断开前置光伏组件,此时前置光伏组件转化得到的电量则不接入到直流汇流箱中,此时记录一次当前的发电量数据,得到前置发电量测量值,具体的,可以以发电功率进行表征,随后接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,再次进行发电量数据的记录,得到后置发电量测量值。
[0031] 如图3所示,作为本发明的一个优选实施例,所述基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤的步骤,具体包括:S301,计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据总和的数值确定
前置光伏组件或者后置光伏组件为低发电量光伏组件。
[0032] 在本实施例中,计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据两者的总和值进行判定,读取直流汇流箱的矫正平均发电量P=P0(N‑1)/N,前置发电量测量值为P1,后置发电量测量值P2,K1为预设的判定常数,当(1‑K1)P<(P1+P2),判定当前两组光伏组件初步鉴定无故障,此时以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,前置光伏组件和后置光伏组件均视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1>P2,则以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时后置光伏组件视为被选中两次,前置光伏组件视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1小于P2,则以前置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时前置光伏组件视为被选中两次,后置光伏组件视为被选中一次。
[0033] S302,利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件。
[0034] 在本实施例中,利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件,调取预设的随机算法,基于随机算法生成随机数,以低发电量光伏组件作为中心,选择该低发电量光伏组件四周的光伏组件作为备选光伏组件,被选中的光伏组件与低发电量光伏组件之间的连线不穿过其他备选光伏组件,基于随机数确定一个备选光伏组件作为新的待检光伏组件。
[0035] S303,将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组件,进行通断切换处理,重复此过程,直到所有光伏组件均被选中。
[0036] 在本实施例中,将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组件,按照同样的通断切换处理方式,完成处理,并重复上述过程,直到所有光伏组件均被选中一次。
[0037] 如图4所示,作为本发明的一个优选实施例,所述对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果的步骤,具体包括:S401,基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编号,确定每一个
编号被选中的次数,得到切换次数统计数据。
[0038] S402,基于预设的阈值判定出现故障的光伏组件,并调取历史统计数据。
[0039] 在本步骤中,基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编号,统计每一个光伏组件被选中的次数,那么每一个光伏组件被选中的次数即可确定,在进行光伏组件选择的时候,出现异常的光伏组件,其发电功率会降低,因此在进行对比时,发电功率最低的光伏组件会被反复选中,当一个光伏组件被选中的次数大于预设值时,则判定该光伏组件存在异常。
[0040] S403,基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对各个光伏组件出现故障的时间进行预测,生成故障诊断结果。
[0041] 在本步骤中,基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对每一个光伏组件的统计次数变化进行记录,将其标记在二维坐标系中,如在A1、A2、A3和A4时刻,B光伏组件被选中的次数分别为M1、M2、M3和M4,那么以坐标(A1,M1)、(A2,M2)、(A3,M4)和(A4,M4)进行函数拟合,将未来的时间点代入其中,即可确定短时间内各个光伏组件被选中次数的变化情况,若判定在未来时间内,该光伏组件的被选中次数大于预设值,则判定该光伏组件存在异常的可能性,对其进行标记,生成故障诊断结果,将出现异常的光伏组件记录在其中,并对存在异常可能性的光伏组件进行提示。
[0042] 如图5所示,为本发明实施例提供的一种用于光伏组件的故障诊断系统,所述系统包括:矩阵构建模块100,用于根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,所述光伏组件位置矩阵中的元素为各个光伏组件的编号。
[0043] 在本系统中,矩阵构建模块100根据光伏组件的设置位置,构建光伏组件位置矩阵,对于光伏组件而言,通常是设置在一个固定的区域,并且排列整齐,将排列在一起的所有光伏组件作为一个独立的检测群体,一个检测群体内包含多个光伏组件,光伏组件产生的电能通过直流汇流箱进行汇集,直流汇流箱为每一个光伏组件设置有一个独立的电控开关,该电控开关可以切断对应光伏组件与直流汇流箱之间的连接,根据光伏组件之间的相对位置关系确定各个光伏组件的编号,将其记录在光伏组件位置矩阵的元素中。
[0044] 通断切换模块200,用于根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,对其进行通断切换处理,记录直流汇流箱的实时发电量数据,所述实时发电量数据包括前置发电量测量值和后置发电量测量值。
[0045] 在本系统中,通断切换模块200根据光伏组件位置矩阵随机选择两组待检光伏组件,在选择光伏组件时,第一组光伏组件直接通过随机算法生成对应的随机编号,根据随机编号即可确定被选中的第一组光伏组件,其次,第二组光伏组件从第一光伏组件附近进行选择,从而得到两组待检光伏组件,通过分别对两组待检光伏组件进行通电和断开,对直流汇流箱检测到的实时发电量数据进行记录,两组待检光伏组件分别接入时,对应的发电量为前置发电量测量值和后置发电量测量值。
[0046] 重复测试模块300,用于基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,并再次随机选择一组待检光伏组件,进行通断切换处理后,重复本步骤。
[0047] 在本系统中,重复测试模块300基于实时发电量数据的变化情况判定确定低发电量光伏组件,对前置发电量测量值和后置发电量测量值进行对比,计算两者之间的差值,基于差值判定当前发电量的波动值是否在合理范围内,若超出合理范围,则判定初步诊断当前光伏组件存在异常,那么判定异常的光伏组件视为被选中了两次,若未超出合理范围,则发电量交底的光伏组件作为低发电量光伏组件,并重新选择新的待检光伏组件,在进行通断切换处理时,A和B为两组光伏组件,先接入A,断开B,对发电量进行记录,随后接入B,断开A,再次进行记录,随后接入低发电量光伏组件,等待下一个循环。
[0048] 统计诊断模块400,用于对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,基于统计结果判定各个光伏组件是否出现故障,生成故障诊断结果。
[0049] 在本系统中,统计诊断模块400对各个光伏组件的通断切换次数进行统计,在进行测试的过程中,出现异常的光伏组件视为被选中两次,那么出现异常的光伏组件的选中次数将会明显大于其他正常的光伏组件,并且,在进行对比的过程中,两组光伏组件,始终以发电量较低的光伏组件作为低发电量光伏组件,那么出现异常的光伏组件会被反复选中,从而进一步增加被选中的次数,最终根据各个光伏组件的选中次数即可判定其是否发生异常。
[0050] 如图6所示,作为本发明的一个优选实施例,所述通断切换模块200包括:组件选择单元201,用于利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏
组件,将其定义为前置光伏组件和后置光伏组件。
[0051] 在本模块中,组件选择单元201利用预设的随机算法从光伏组件随机选择两组待检光伏组件,如利用随机算法先产生一个随机数,基于该随机数确定第一个被选中的光伏组件,即为前置光伏组件,随后,以该前置光伏组件为中心,提取该光伏组件四周的其他光伏组件,从中再次选择一个光伏组件,作为后置光伏组件。
[0052] 第一切换单元202,用于断开前置光伏组件,后置光伏组件保持接入状态,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第一次记录,得到前置发电量测量值。
[0053] 第二切换单元203,用于接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,对直流汇流箱的实时发电量数据进行第二次记录,得到后置发电量测量值。
[0054] 在本模块中,断开前置光伏组件,此时前置光伏组件转化得到的电量则不接入到直流汇流箱中,此时记录一次当前的发电量数据,得到前置发电量测量值,具体的,可以以发电功率进行表征,随后接入前置光伏组件,断开后置光伏组件,再次进行发电量数据的记录,得到后置发电量测量值。
[0055] 如图7所示,作为本发明的一个优选实施例,所述重复测试模块300包括:发电值统计单元301,用于计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据总和的数值确定前置光伏组件或者后置光伏组件为低发电量光伏组件。
[0056] 在本模块中,发电值统计单元301计算前置发电量测量值与后置发电量测量值的总和,根据两者的总和值进行判定,读取直流汇流箱的矫正平均发电量P=P0(N‑1)/N,前置发电量测量值为P1,后置发电量测量值P2,K1为预设的判定常数,当(1‑K1)P<(P1+P2),判定当前两组光伏组件初步鉴定无故障,此时以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,前置光伏组件和后置光伏组件均视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1>P2,则以后置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时后置光伏组件视为被选中两次,前置光伏组件视为被选中一次,当(1‑K1)P≥(P1+P2)时,若P1小于P2,则以前置光伏组件作为低发电量光伏组件,此时前置光伏组件视为被选中两次,后置光伏组件视为被选中一次。
[0057] 随机选择单元302,用于利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件。
[0058] 在本模块中,随机选择单元302利用随机算法从未被选择的光伏组件中重新选择新的待检光伏组件,调取预设的随机算法,基于随机算法生成随机数,以低发电量光伏组件作为中心,选择该低发电量光伏组件四周的光伏组件作为备选光伏组件,被选中的光伏组件与低发电量光伏组件之间的连线不穿过其他备选光伏组件,基于随机数确定一个备选光伏组件作为新的待检光伏组件。
[0059] 重复通断测试单元303,用于将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组件,进行通断切换处理,重复此过程,直到所有光伏组件均被选中。
[0060] 在本模块中,重复通断测试单元303将低发电量光伏组件和新的待检光伏组件分别作为前置光伏组件和后置光伏组件,按照同样的通断切换处理方式,完成处理,并重复上述过程,直到所有光伏组件均被选中一次。
[0061] 如图8所示,作为本发明的一个优选实施例,所述统计诊断模块400包括:数据统计单元401,用于基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的
编号,确定每一个编号被选中的次数,得到切换次数统计数据。
[0062] 故障诊断单元402,用于基于预设的阈值判定出现故障的光伏组件,并调取历史统计数据。
[0063] 在本模块中,数据统计单元401基于光伏组件位置矩阵中各个元素中记录的光伏组件的编号,统计每一个光伏组件被选中的次数,那么每一个光伏组件被选中的次数即可确定,在进行光伏组件选择的时候,出现异常的光伏组件,其发电功率会降低,因此在进行对比时,发电功率最低的光伏组件会被反复选中,当一个光伏组件被选中的次数大于预设值时,则判定该光伏组件存在异常。
[0064] 故障预测单元403,用于基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对各个光伏组件出现故障的时间进行预测,生成故障诊断结果。
[0065] 在本模块中,故障预测单元403基于历史统计数据为每一个光伏组件构建故障预测曲线,对每一个光伏组件的统计次数变化进行记录,将其标记在二维坐标系中,如在A1、A2、A3和A4时刻,B光伏组件被选中的次数分别为M1、M2、M3和M4,那么以坐标(A1,M1)、(A2,M2)、(A3,M4)和(A4,M4)进行函数拟合,将未来的时间点代入其中,即可确定短时间内各个光伏组件被选中次数的变化情况,若判定在未来时间内,该光伏组件的被选中次数大于预设值,则判定该光伏组件存在异常的可能性,对其进行标记,生成故障诊断结果,将出现异常的光伏组件记录在其中,并对存在异常可能性的光伏组件进行提示。
[0066] 应该理解的是,虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0067] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
[0068] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0069] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0070] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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