一种光伏电站故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种光伏电站故障诊断方法，本发明专利技术的有益效果是：一、自动化的测试优化设计，提高测试方案的故障覆盖率、降低故障模糊度、平均测试成本、平均测试时间，并根据需要设计测试冗余度。从而从整体上降低测试成本，缩短测试时间。二、实现了光伏电站故障策略的自动生成，实现了光伏电站故障的在线自动诊断，诊断过程不停机，故障定位快速准确。减少故障危害时间，减少故障停机时间，提高光伏电站发电时间。三、降低了光伏电站诊断对人员技术水平的依赖，诊断成本低，诊断水平稳定。诊断工程量小，测试设备需求小，从而可以实现快速维护，保障了发电时间，诊断过程迅速，从而防止故障进一步恶化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光伏电站故障诊断方法。
技术介绍
光伏电站系统(包括分布式光伏电站)主要由光伏电池板、直流线缆、直流汇流箱、逆变器、交流线缆、交流汇流箱、变压器等组成。光伏电站系统的电池污染、短路、开关损坏、线路磨损、老化等问题会导致光伏电站的发电量下降甚至停机。目前的光伏电站仅有监控系统，如图1所示，光伏电站的故障诊断方法为基于单点监控的诊断方法，光伏电站监控系统可监测光伏电池串电压、电流，汇流箱电压、电流，光伏逆变器、交流汇流箱、变压器的输入输出侧电压、电流、频率、温湿度等。当某个设备发生故障时，将导致一系列设备的运行状态异常，如当连接光伏电池阵列与直流汇流箱的一段导线断线或阻抗变大时，电池阵列的输出电压将上升，输出电流将减小，逆变器的输入电压上升，输出电流减小，监控系统或可识别出逆变器、直流汇流箱、电池阵列的状态异常，但无法定位到具体哪个设备发生故障。目前的方法为：在监测到状态异常之后，根据运维人员的工作经验，通过人工猜测，以试验更换的方法，找到具体故障位置，其工作效率低，成本高，且不能实现在线诊断与定位。总之，目前光伏电站的故障诊断仅停留在状态监测与人工试换的层次，自动化程度低。其诊断依赖于维护人员的技术水平，需要专门的技术专家才能实现，人工成本高，且技术不稳定，而且故障定位时间长，诊断的过程需要停机，影响发电时间。由于发现问题的时间长，将会导致故障进一步恶化。人工诊断<br>过程需要不断的尝试更换设备，诊断工程量大，诊断过程需要专业设备进行多方面的人工测试，测试成本高。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种光伏电站故障诊断方法，结合故障的相互影响特性与测试的相互关联特性，利用多故障流图的方法，实现光伏电站的诊断自动化。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种光伏电站故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立光伏电站的多故障模型，得到每一个故障与各个参量之间的关系；2)根据光伏电站的多故障模型，建立各个参量与各个测试之间的关系；3)根据步骤1)和2)得到每一个故障与各个测试的关联关系；4)进行光伏电站故障诊断，具体包括：41)通过在线监测获取光伏电站的实时状态，存入实时数据库；42)根据在线监测量的变化值与步骤1)得到的每一个故障与各个参量之间的关系，初步排除非可疑故障，若故障已定位到单个设备或设计中的模糊组，则故障诊断结束，否则，进入下一个步骤；43)根据在线监测量的变化值和步骤3)得到的每一个故障与各个测试的关联关系，去除已排除的故障，然后执行辅助诊断算法，具体包括：431)选择算法生成的原则；432)计算候选测试中每一个测试的故障隔离度；433)计算候选测试中每一个测试的单位隔离度的测试时间/成本；434)选择单位隔离度的测试时间/成本最少的测试，为此步最优测试；435)根据步骤434)中的最优测试将故障集分为两个子故障集，一个是本测试关联的故障集，另一个是本测试不关联的故障集；436)针对每一个子故障集，用剩余测试执行步骤432)-步骤435),直到每一个故障集仅剩一个设备或达到测试指标要求。优选，步骤1)具体包括如下步骤：11)建立光伏电站物理设备连接结构图；12)建立每一个物理设备的多种故障模式；13)通过参量关联各个物理设备；14)分析各种故障模式；15)针对各种故障模式，计算其对系统中各个节点的参量值的变化量的影响，得到故障-参量关系矩阵。优选，步骤2)具体包括如下步骤：21)针对每个参量，测试其值，然后判断其是否处于容差范围内，若在容差范围内，则判定为“通过”，否则判定为“不通过”，得到参量-测试关系矩阵；22)在参量-测试关系矩阵中，如果测试能够判定一个参量是否正常，则在相应单元格记为“可测”，否则标记为“不可测”。优选，步骤3)具体包括如下步骤：将故障-参量关系矩阵与参量-测试关系矩阵进行逻辑运算，得到故障与测试的关联矩阵。通过故障-参量关系矩阵可分析故障之间的相互影响(两个故障影响之间的相似程度)，即两个故障的各个参量的变化量的重合比例的平均值。通过参量-测试关系矩阵可以分析测试之间的相互关联。通过故障与测试的关联矩阵可分析测试方案对光伏电站系统的故障的覆盖率(关联测试的故障数占故障总数的比例)、故障模糊度(关联相同测试的故障数)，测试关联度(两个测试关联相同的故障集的比例定义为两个测试之间的关联度，整个故障与测试的关联矩阵中两两测试的关联度的平均值，定义为整个测试方案的关联度)，并且可分析测试方案的冗余度(全部测试数量与覆盖全部可关联故障的最少测试数量的差)、平均测试成本、平均测试时间等。通过分析故障的相互影响与测试的相互关联，简化测试方案，降低测试成本，缩短故障定位时间，实现了光伏电站的测试方案优化设计与故障在线诊断与定位。本专利技术的有益效果是：一、自动化的测试优化设计，提高测试方案的故障覆盖率、降低故障模糊度、平均测试成本、平均测试时间，并根据需要设计测试冗余度。从而从整体上降低测试成本，缩短测试时间。二、实现了光伏电站故障策略的自动生成，实现了光伏电站故障的在线自动诊断，诊断过程不停机，故障定位快速准确。减少故障危害时间，减少故障停机时间，提高光伏电站发电时间。三、降低了光伏电站诊断对人员技术水平的依赖，诊断成本低，诊断水平稳定。诊断工程量小，测试设备需求小，从而可以实现快速维护，保障了发电时间，诊断过程迅速，从而防止故障进一步恶化。附图说明图1是本专利技术传统的光伏电站的结构示意图；图2是本专利技术光伏电站的结构示意图；图3是本专利技术测试方案优化的流程图；图4是本专利技术辅助诊断算法的示意图；图5是本专利技术故障隔离的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例对本专利技术技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。如图2所示，是光伏电站在线诊断的结构示意图，其中，一种光伏电站故障诊断方法，具体包括如下步骤：1)建立光伏电站的多故障模型，得到每一个故障与各个参量之间的关系。优选，步骤1)具体包括如下步骤：11)建立光伏电站物理设备(电池板、线缆、逆变器、监控测试设备等)连接结构图；12)建立每一个物理设备的多种故障模式：每一个物理设备可能包含多种故障模式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏电站故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：1）建立光伏电站的多故障模型，得到每一个故障与各个参量之间的关系；2）根据光伏电站的多故障模型，建立各个参量与各个测试之间的关系；3）根据步骤1）和2）得到每一个故障与各个测试的关联关系；4）进行光伏电站故障诊断，具体包括：41）通过在线监测获取光伏电站的实时状态，存入实时数据库；42）根据在线监测量的变化值与步骤1）得到的每一个故障与各个参量之间的关系，初步排除非可疑故障，若故障已定位到单个设备或预设的模糊组，则故障诊断结束，否则，进入下一个步骤；43）根据在线监测量的变化值和步骤3）得到的每一个故障与各个测试的关联关系，去除已排除的故障，然后执行辅助诊断算法，具体包括：431）选择算法生成的原则；432）计算候选测试中每一个测试的故障隔离度；433）计算候选测试中每一个测试的单位隔离度的测试时间/成本；434）选择单位隔离度的测试时间/成本最少的测试，为此步最优测试；435）根据步骤434）中的最优测试将故障集分为两个子故障集，一个是本测试关联的故障集，另一个是本测试不关联的故障集；436）针对每一个子故障集，用剩余测试执行步骤432）‑步骤435）,直到每一个故障集仅剩一个设备或达到测试指标要求。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站故障诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）建立光伏电站的多故障模型，得到每一个故障与各个参量之间的关系；
2）根据光伏电站的多故障模型，建立各个参量与各个测试之间的关系；
3）根据步骤1）和2）得到每一个故障与各个测试的关联关系；
4）进行光伏电站故障诊断，具体包括：
41）通过在线监测获取光伏电站的实时状态，存入实时数据库；
42）根据在线监测量的变化值与步骤1）得到的每一个故障与各个参量之间的关系，初步排除非可疑故障，若故障已定位到单个设备或预设的模糊组，则故障诊断结束，否则，进入下一个步骤；
43）根据在线监测量的变化值和步骤3）得到的每一个故障与各个测试的关联关系，去除已排除的故障，然后执行辅助诊断算法，具体包括：
431）选择算法生成的原则；
432）计算候选测试中每一个测试的故障隔离度；
433）计算候选测试中每一个测试的单位隔离度的测试时间/成本；
434）选择单位隔离度的测试时间/成本最少的测试，为此步最优测试；
435）根据步骤434）中的最优测试将故障集分为两个子故障集，一个是本测试关联的故障集，另一个是本测试不关联的故障集；
436）针对每一个子故障集，用剩余测试执行步骤432）-步骤435）,直到每一个故障集仅剩一个设备或达到测试指标要求。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电站故障诊断方法，其特征在于，步骤1）具体包括如下步骤：
11）建立光伏电站物理设备连接结构图；
12）建立每一个物理设备的多种故障模式；
13）通过参量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新攀，吕政良，
申请(专利权)人：吕政良，
类型：发明
国别省市：江苏;32