一种光伏阵列状态判断方法技术

本发明专利技术涉及一种光伏阵列状态判断方法，采集影响每个光伏阵列状态的特征参数；引入时间序列节点、光伏阵列监测点，从横向、纵向两个维度建立参量模型；构造基于正负理想点评估方案的光伏阵列运行状态评估模型；采用高斯曲线拟合法，建立状态评估结果集与各个纵横参量的时间函数关系，再结合阵列I-V曲线与辐照度-温度曲线，从纵横两个角度准确评估光伏阵列现时状态，分析异常原因，提出运维措施。通过根据多方面的特征参数进行状态评估，能够提高状态评估的准确性，有利于光伏阵列的实时运维。并且，也为提高光伏阵列群体的发电效率和寻求更优的MPPT算法奠定良好基础，具有较强的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于光伏阵列安全运行

技术介绍
随着光伏发电技术越来越广泛的应用，已有大量的光伏系统投入运行，国内外对 光伏系统监控系统研究较多，而对光伏电站的运营维护研究较少。光伏阵列是为了能达到 一定的直流电能输出而由多路光伏组件串联或串并联组成的整体模块，光伏阵列作为光伏 发电系统的重要组成部分，组件质量及光伏阵列状态直接影响整个光伏发电系统的发电效 率及使用寿命。因此，在长期处于无人值守的太阳能光伏电站中对光伏阵列进行实时有效 的状态监测与评估显得十分重要。 随着大规模光伏技术的推广和应用，如何对光伏系统中光伏阵列的状态进行在线 评估，及时发现光伏阵列故障原因，将是一件十分有意义的工作。但到目前为止，国内外对 光伏发电系统的监测也只是侧重于整体的研究，即只重点关注整个光伏电站的输出功率、 电流、电压等定量指标，而对外部因素对光伏电站的影响往往关注得很少。在实际工作中， 环境温度变化、光照条件变化、不规则无规律阴影遮挡等因素使得光伏阵列中各个光伏组 件输出特性出现差异，即各组件处于不同的工作状态，导致整个光伏阵列输出特性多样、复 杂，工作状态也可能相应发生变化，忽视多元环境变数、组件自身老化和损坏，光伏阵列的 组合规则及安装质量、组件正面洁净的程度等外部因素对光伏阵列状态的影响会造成对光 伏阵列状态评估出现偏差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，用以解决现有技术中在评估光 伏阵列时，只关注整个光伏电站的输出功率、电流、电压等定量指标，而对外部因素没有重 点关注造成的评估不准确的问题。 为实现上述目的，本专利技术的方案包括，包括以下步 骤： (1)、采集影响每个光伏阵列状态的特征参数； ⑵、引入时间序列节点、光伏阵列监测点，从横向、纵向两个维度建立参量模型， 用特征参量矩阵表示为： 其中：…? Rnixn为纵横维度特征参量矩阵，代表mXn个 待评估方案；m :选择的时间序列节点个数；η :选择的光伏阵列监测点个数；i :第i个时间 序列节点；j :第j个光伏阵列监测点；R1]:监测点j在时间节点i时的特征参量集，代表一 个待评估方案；Rljk:第j个光伏阵列在i个时间节点处的第k个特征参量；k :特征参量的 个数； (3)、构造基于正、负理想点评估方案的光伏阵列运行状态评估模型； (4)、采用高斯曲线拟合法，建立状态评估结果与各个纵横参量的时间函数关系， 再结合阵列I-V曲线与辐照度-温度曲线，从纵横两个角度评估光伏阵列现时状态。 所述特征参数包括：辐照度、环境温度、组件背板温度、组件失配率、阴影率、积尘 率、老化率、故障率。 所述步骤⑶具体为： 1)、构造正、负理想点状态评估矩阵； 2)、计算贡献值，并根据贡献值构造正、负差异矩阵； 3)、计算投影系数，并根据投影系数构造正、负差异投影矩阵； 4)、计算各待估方案的最佳距离度，然后进行各待估方案中光伏阵列的运行状态 评估。 所述步骤1)具体为： 首先，选定某一时刻、不同光伏阵列的待评估状态矩阵Xnxk，为： 其中，η表示光伏阵列个数，k表示特征参量个数； 选定某一光伏阵列、不同时刻的待评估状态矩阵Ynixk，为： 其中，m为时间轴上采集数据的时刻点个数，k表示特征参量个数； 然后，针对矩阵Xnxk构造正、负理想点状态评估矩阵X +、X :所述X +中，第一行数据 为与Xnxk对应的正理想评估方案，其余为所述矩阵X nXk;所述X中，第一行数据为与X nXk对 应的负理想评估方案，其余为所述矩阵Xnxk; 针对矩阵Ynxk构造正、负理想点状态评估矩阵Y+、Y :所述Y+中，第一行数据为与 YnixJi应的正理想评估方案，其余为所述矩阵Y Mk;所述Y中，第一行数据为与Y Mk对应的 负理想评估方案，其余为所述矩阵Ynixk; 其中，所述正理想评估方案是各特征参量同时取最佳值的评估方案，负理想评估 方案是各特征参量同时取最差值的评估方案。 所述步骤2)具体为： a)当对同一时刻不同光伏阵列进行状态评估时： 首先，计算k个特征参量的贡献值Wj,计算公式为：i# i 2且 i !，i2= 2,…，n+1， 其中，ip 12表示不同的待估方案，； 然后，计算正差异矩阵E+= X+·?，和负差异矩阵E =X ·?，其中，归一化特征参 数的差异向量为w = (W1, W2，…，Wk)，且.，_正、负差异矩阵表示如下： b)当对同一光伏阵列在不同时刻下的状态评估时： 首先，计算k个特征参量的贡献值w。，计算公式为： 其中，I1, 12表示不同的待估方案， 然后，计算正差异矩阵E+= Y、w，和负差异矩阵E =Y ·?，其中，归一化特征参 CN 105160166 A IX m "ti 4/14 页 数的差异向量为，正、负差异矩阵表示如下： 所述步骤3)具体为： a)所述当对同一时刻不同光伏阵列进行状态评估时： 首先，第s个待估方案的第t个特征参量投影到正理想评估方案的第t个特征参 量的正投影系数和第s个待估方案的第t个特征参量投影到负理想评估方案的第t个特征 参量的负投影系数分别为： i 其中， ，X+指正理想评估方案的第t个特征参量值，其中t = It 1，2,…，k ; 是指第S个待估方案的第t个特征参量值，其中S = 2, 3,…，η, n+1 ;指负理想评估方案的第t个特征参量值，其中t = 1，2,…，k ; X_si是指第s个待估方案的第t个特征参量值，其中s = 2, 3,…，n，n+1 ; 然后，计算正、负差异投影矩阵P+、P，计算公式分别为： LlN 丄UOlbUlbb A I ^ 0/丄4 JM b)所述当对同一光伏阵列在不同时刻下的状态评估时： 首先，第s个待估方案的第t个特征参量投影到正理想评估方案的第t个特征参 量的正投影系数和第s个待估方案的第t个特征参量投影到负理想评估方案的第t个特征 参量的负投影系数分别为：，_ 其中， ，Y+指正理想评估方案的第t个特征参量值，其中t = 1，2,…，k ; 是指第s个待估方案的第t个特征参量值，其中s = 2, 3,…，m, m+Ι ; Y:指负理想评估方案的第t个特征参量值，其中t = 1，2,…，k ; If- I是指第S个待估方案的第t个特征参量值，其中S = 2, 3,…，m，m+1 ; 然后，计算正、负差异投影矩阵Q+、Q，计算当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏阵列状态判断方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、采集影响每个光伏阵列状态的特征参数；(2)、引入时间序列节点、光伏阵列监测点，从横向、纵向两个维度建立参量模型，用特征参量矩阵表示为：其中：Rm×n为纵横维度特征参量矩阵，代表m×n个待评估方案；m：选择的时间序列节点个数；n：选择的光伏阵列监测点个数；i：第i个时间序列节点；j：第j个光伏阵列监测点；Rij：监测点j在时间节点i时的特征参量集，代表一个待评估方案；Rijk：第j个光伏阵列在i个时间节点处的第k个特征参量；k：特征参量的个数；(3)、构造基于正、负理想点评估方案的光伏阵列运行状态评估模型；(4)、采用高斯曲线拟合法，建立状态评估结果与各个纵横参量的时间函数关系，再结合阵列I‑V曲线与辐照度‑温度曲线，从纵横两个角度评估光伏阵列现时状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚晓伟，王景丹，唐云龙，霍富强，焦照旭，刘桂莲，王留送，万要军，雷婷，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41