一種基于監控系統的光伏組件衰減異常診斷方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及綠色能源發電技術領域，特別是一種基于監控系統的光伏組件衰減異常診斷方法。
【背景技術】
[0002]隨著能源危機日益臨近，新能源已經成為今后世界上的主要能源之一，光伏發電作為一種新興綠色能源產業，逐步得到了國家的重視與扶持。但是由于光伏電站中的光伏組件數量巨大，光伏發電板件受內、外因素造成的故障率較高，且光伏組件不具有通信交互能力等原因，導致光伏發電的光電轉換率降低，同時也造成了運維成本的增大及電力資源的浪費。
[0003]而隨著計算機技術的不斷發展，大數據挖掘技術的應用將提高光伏電站的運維水平。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題為:基于實時監控技術，對運行中的光伏組件進行衰減異常的診斷，及時發現故障點，保障光伏電站的正常運行，提高光伏電站的發電效率。
[0005]本發明采取的技術方案具體為:一種基于監控系統的光伏組件衰減異常診斷方法，所述監控系統實時控制并監測光伏電站內發電設備的運行狀態及電氣量；
方法包括以下步驟，
步驟一，建立基于光伏電站發電設備拓撲結構的光伏電站發電設備模型；
上述光伏電站發電設備拓撲結構包括I個以上光伏逆變器小室，各光伏逆變器小室中設有I臺以上光伏逆變器，各光伏逆變器連接有I個以上光伏匯流箱，各光伏匯流箱中包括I條以上匯流箱支路，各匯流箱支路串聯連接有I個以上光伏組件；
步驟二，按照光伏組件在光伏電站內所處的地理區域位置，對與之相關聯的光伏匯流箱進行分組，將光伏電站虛擬為包含若干虛擬診斷區域；
步驟三，實時采集光伏電站內各光伏匯流箱支路的電流值、逆變器直流柜正電母線對地電壓值以及負電母線對地電壓值，并將各匯流箱支路電流值轉換為等效電流值；
步驟四，以步驟二中設定的各個虛擬診斷區域為單位，診斷各虛擬診斷區域內的各光伏匯流箱支路是否異常，如果是則轉至步驟五，如果否則結束本次診斷；
上述診斷各光伏匯流箱支路是否異常包括步驟:
al，定義診斷時間區間，診斷時間是否在診斷時間區間內；
bl，定義診斷有效輻射閾值，利用光輻照儀檢測各虛擬診斷區域的當前光輻射值，并診斷當前輻射值是否大于診斷有效輻射閾值；
Cl，在al、bl診斷結果皆為是的基礎上，計算各虛擬診斷區域內匯流箱支路等效電流的平均值，并根據計算結果定義第一等效電流閾值;檢測相應各虛擬診斷區域內各匯流箱支路等效電流值，如檢測值低于第一等效電流閾值，則診斷相應光伏匯流箱支路為異常； dl，在al、bl診斷結果皆為是的基礎上，結合當前光輻射值以及光伏板件參數，理論計算各虛擬診斷區域內各匯流箱支路的等效電流值，并根據理論計算結果定義第二等效電流閾值;檢測各虛擬診斷區域內各匯流箱支路的實際等效電流，如實際等效電流低于第二等效電流閾值，則診斷相應光伏匯流箱支路為異常；
步驟五，診斷匯流箱支路異常工況是否與光伏組件衰減相關，如果是則轉至步驟六，如果否則結束本次診斷；
上述匯流箱支路異常工況與光伏組件衰減相關的診斷條件包括: a2，光伏匯流箱支路等效電流為非零或非接近于零；
b2，光伏逆變器直流柜正母線對地電壓與負母線對地電壓絕對值的差值為零或接近于零；
步驟六，利用步驟一中定義的光伏電站發電設備模型，定位與異常匯流箱支路相關聯光伏組件組串，此光伏組件組串中即包含有存在衰減異常運行工況的光伏組件。
[0006]本發明在應用時，對于光伏電站中光伏組件的相關診斷可由監控系統完成，基于監控系統獲取的相關運行狀態數據即可分析得到存在衰減異常工況的光伏組件，從而便于工作人員及時維護，保障光伏電站的正常運行。
[0007]進一步的，本發明還包括步驟七，定義重復診斷時間間隔，每時間間隔重復執行一次步驟三至步驟六，若存在同一光伏匯流箱支路連續4次因光伏組件衰減被診斷為異常，則輸出告警信息，告警信息中包括步驟六中定位出的光伏組件組串信息；
步驟四或步驟五的診斷結果為否時，則轉至步驟七。所述光伏組件組串信息包括與組串中各光伏組件對應的拓撲鏈接路徑，從而便于運維人員及時進行檢查維護。所述重復診斷時間間隔可設置為半小時，監控系統每隔半小時即對拓撲結構內的各光伏匯流箱支路進行電氣量采集，進而診斷。
[0008]如步驟七后因其它原因需要退出診斷流程，則結束本發明方法，否則繼續重復執行步驟三至步驟七。
[0009]優選的，本發明步驟四中，所述診斷時間區間為上午9點至下午3點之間；診斷有效輻射閾值為400W/V;第一等效電流閾值為相應虛擬區域內等效電流平均值的70%;第二等效電流閾值為相應匯流箱支路理論等效電流理論計算值的60%。
[0010]本發明的有益效果為:通過對監控系統采集的光伏匯流箱各支路電流的實時運行數據進行邏輯分析，診斷出異常的匯流箱支路，進一步分析匯流箱支路異常若與光伏組件衰減相關，則通過光伏電站數據模型定位出異常支路關聯的光伏組件組串，并告警。本發明能避免光伏組件因不具有通信交互功能，使局部故障點長期不易被發現而導致光伏電站發電效率降低的運行工況；同時本發明不需要額外在光伏電站中增加專業故障診斷裝置，成本也相應降低。
【附圖說明】
[0011 ]圖1所示為本發明方法流程示意圖。
【具體實施方式】
[0012]結合圖1所示，本發明為基于監控系統的光伏組件衰減異常診斷方法，所述監控系統實時控制并監測光伏電站內發電設備的運行狀態及電氣量；
本發明方法包括以下步驟，
步驟一，建立基于光伏電站發電設備拓撲結構的光伏電站發電設備模型；
光伏發電設備的電氣連接結構為拓撲結構，所述拓撲結構為:一個光伏電站中設置多個光伏逆變器小室，一個光伏逆變器小室中設置多臺光伏逆變器，一臺光伏逆變器連接多個光伏匯流箱，一個光伏匯流箱中擁有多條匯流箱支路，一條匯流箱支路串聯連接多個光伏組件；
步驟二，按照光伏組件在光伏電站內所處的地理區域位置，對與之相關聯的光伏匯流箱進行分組，將光伏電站虛擬為包含若干虛擬診斷區域；
步驟三，實時采集光伏電站內各光伏匯流箱支路的電流值、逆變器直流柜正電母線對地電壓值以及負電母線對地電壓值，并將各匯流箱支路電流值轉換為等效電流值；
步驟四，以步驟二中設定的各個虛擬診斷區域為單位，診斷各虛擬診斷區域內的各光伏匯流箱支路是否異常，如果是則轉至步驟五，如果否則結束本次診斷；
上述診斷各光伏匯流箱支路是否異常包括步驟:
al，定義診斷時間區間，診斷時間是否在診斷時間區間內；
bl，定義診斷有效輻射閾值，利用光輻照儀檢測各虛擬診斷區域的當前光輻射值，并診斷當前輻射值是否大于診斷有效輻射閾值；
Cl，在al、bl診斷結果皆為是的基礎上，計算各虛擬診斷區域內匯流箱支路等效電流的平均值，并根據計算結果定義第一等效電流閾值;檢測相應各虛擬診斷區域內各匯流箱支路等效電流值，如檢測值低于第一等效電流閾值，則診斷相應光伏匯流箱支路為異常；
dl，在al、bl診斷結果皆為是的基礎上，結合當前光輻射值以及光伏板件參數，理論計算各虛擬診斷區域內各匯流箱支路的等效電流值，并根據理論計算結果定義第二等效電流閾值;檢測各虛擬診斷區域內各匯流箱支路的實際等效電流，如實際等效電流低于第二等效電流閾值，則診斷相應光伏匯流箱支路為異常；
步驟五，診斷匯流箱支路異常工況是否與光伏組件衰減相關，如果是則轉至步驟六，如果否則結束本次診斷；
上述匯流箱支路異常工況與光伏組件衰減相關的診斷條件包括: a2，光伏匯流箱支路等效電流為非零或非接近于零；
b2，光伏逆變器直流柜正母線對地電壓與負母線對地電壓絕對值的差值為零或接近于零。
實施例
[0013]圖1所示的實施例中還包括步驟七，定義重復診斷時間間隔，每時間間隔重復執行一次步驟三至步驟六，若存在同一光伏匯流箱支路連續4次因光伏組件衰減被診斷為異常，則輸出告警信息，告警信息中包括步