基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法，基于基准光伏组件、DC/DC变换器、信号采集模块、传输模块和监控平台，基准光伏组件与光伏电站用组件型号及参数相同，DC/DC变换器根据控制信号使基准光伏组件工作点连续变化以获得I‑V曲线，信号采集模块采集基准光伏组件的工作电流和电压并传送给传输模块，传输模块将基准光伏组件的电压电流数据上传至监控平台，在所述的监控平台上将该电压和电流数据转化成标准条件下的I‑V数组，且所述的监控平台分析并评估光伏组件状态。采用该方法能够对电站的健康状态进行全面评估，对组件的当前状况有了全面的了解，可以根据需要对组件进行维修和更换，提高光伏电站的发电效率，防止不必要的经济损失。

【技术实现步骤摘要】
基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法
本专利技术涉及太阳能应用
，尤其涉及光伏系统智能运维
，具体是指一种基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法。
技术介绍
光伏发电直接将光能转换成电能，不排放温室气体，是一种应用广泛的可再生能源。近年来，全球光伏发电技术快速发展，其中大部分为大型光伏电站。电站为了施工和维护方便一般采用集中式逆变器结构，相对于组串式逆变器结构，集中式逆变器有MPPT效率低、组串I-V曲线难以在线采集等缺点。为采集并估计组件参数，以进一步分析系统状态，基准测试板基本成为大型光伏电站的标配。该基准测试板可以实时上传温度、辐照度以及组件I-V曲线等参数。利用这些参数，可以对电站的积灰状态、组件电池结温等进行估计，但目前利用该数据推测组串状态的文献较少，使得对电站健康评估不够全面。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的问题，本专利技术提出了一种能够准确推测组串状态的基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法。本专利技术的基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法具体如下：该基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法，基于基准光伏组件、信号采集模块和传输模块，其主要特点是，所述的光伏电站包括组串，所述的基准光伏组件与所述的信号采集模块相连接，所述的信号采集模块与所述的监控平台相连接，所述的监控平台监控所述的光伏电站，并获取该光伏电站的信息，所述的光伏电站包括组串，所述的监控平台还包括一计数器，且该方法具有以下步骤：(1)所述的监控平台初始化，所述的计数器清零；(2)所述的信号采集模块采集所述的基准光伏组件的工作电压和工作电流，并发送给所述的监控平台；(3)所述的监控平台根据其所获取的所述的基准光伏组件的工作电压、工作电流和所述的组串的信息，判断该组串的状态，并根据结果判断是否发出警报。较佳地，所述的组串包括组件，所述的基准光伏组件的型号和参数与所述的组串中的组件的型号与参数一致，所述的监控平台获取的所述的组串的信息包括所述的组串的工作电压、工作电流和所述的组串中的组件的个数，且所述的步骤(3)的具体步骤如下：(3.1)所述的监控平台将所接收到的所述的基准光伏组件的工作电流和工作电压保存在一第一数组L1，该第一数组中的元素L1(i,v)的i为工作电流，v为工作电压，且所述的监控平台将第一数组中的元素中的工作电流和工作电压校正到标准光照和温度条件下，并将所得的校正后的工作电流信号和工作电压信号保存到一第二数组L2，所述的标准光照和温度分别为辐照1000W/m2，温度25℃；(3.2)所述的监控平台查找第一数组L1中的最大功率点A(iA,vA)以及所述的组件的额定最大功率，并计算所述的组串的老化率并存储相应数据；(3.3)所述的监控平台根据其获取所述的组串的工作电压、工作电流与所述的组串包含的组件个数，获取所述的组件的平均工作点B(iB,vB)，且所述的监控平台通过所述的平均工作点B(iB,vB)和最大功率点A(iA,vA)计算并存储所述的平均工作点B(iB,vB)到最大功率点A(iA,vA)点的距离d，该监控平台判断并存储该距离d与该组件的正常工作半径h的大小关系，若该距离d超出该组件的正常工作半径h，则继续步骤(3.6)，若该距离d小于该组件的正常工作半径h，则继续步骤(3.4)；(3.4)所述的监控平台在其存储的第一数组L1中获取与所述的B(iB,vB)最相近的一点C(ic,vc)，且该监控平台在其存储的第二数组L2中获取与所述的C(ic,vc)对应的点D(iD,vD)，所述的监控平台将所述的计数器清零；(3.5)所述的监控平台通过其获取的D(iD,vD)计算MPPT偏离损失并存储该MPPT偏离损失，并继续所述的步骤(2)；(3.6)所述的监控平台判断所述的组串是否工作在限电状态，并存储相应数据和判断结果，若所述的监控平台判断该组串处于限电状态，则所述的监控平台清零所述的计数器，并继续所述的步骤(2)；若该组串未工作在限电状态，则继续步骤(3.7)；(3.7)所述的监控平台通过该计数器的计数判断所述的组串是否被阴影遮挡状态或为电气故障状态，且所述的监控平台存储相应数据和判断结果，若所述的监控平台判断所述的组串处于阴影遮挡状态，且所述的计数器加1，并继续所述的步骤(2)；若所述的监控平台判断所述的组串处于电气故障状态，则继续(3.8)；(3.8)所述的监控平台发出警报，并继续所述的步骤(2)。更佳地，所述的步骤(3.1)中的将所述的工作电压和工作电流校正到标准条件下具体为：所述的工作电压和所述的工作电流分别按以下公式进行标准条件下的校正：其中，β为电压温度系数，α为电流温度系数，(i1,v1)为第一数组L1中的一点，(i2,v2)为所述的第一数组L1校正到标准条件下的第二数组L2中的一点。更佳地，所述的步骤(3.2)中的组件的老化率按以下公式计算：pA＝iA×vA；其中a为所述的组件的老化率，pe是所述的组件的额定最大功率，pA是所述的第一数组L1中的最大功率点A(iA,vA)对应的功率。更佳地，所述的步骤(3.3)中的第一数组L1最大功率点A(iA,vA)到所述的组件的平均工作点B(iB,vB)点的距离按以下公式计算：其中d为所述的第一数组L1最大功率点A(iA,vA)到所述的组件的平均工作点B(iB,vB)的距离，所述的B(iB,vB)为平均工作点，所述的A(iA,vA)为第一数组L1的最大功率点；且所述的步骤(3.3)中判断该距离d与所述的组件的正常工作半径h的大小关系具体如下：r＝d-h；该r值即为所述的距离d与该组件的正常工作半径h的大小关系的具体体现，当该r值大于0，则继续所述的步骤(3.6)，若该r值小于0，则进入所述的步骤(3.4)。更佳地，所述的步骤(3.5)中的MPPT偏离损失按照以下公式计算：pD＝iD·vD；pE＝iE·vE；其中所述ploss为所述的MPPT偏离损失，pD为所述的第一数组L1中与所述的组件的平均工作点B(iB,vB)最接近的一点C(ic,vc)在第二数组L2中的对应的点D(iD,vD)的功率，pE为所述的第二数组L2中的最大功率点E(iE,vE)对应的所述的基准光伏组件校正到标准条件下的最大功率。更佳地，所述的步骤(3.6)中判断该光伏电站中的组串是否处于限电状态其具体如下：所述的监控平台将该组串中的组件的平均工作点B(iB,vB)对应的电压值与所述的第一数组L1最大功率点A(iA,vA)对应的电压值按以下公式计算：Δv＝|vB-vA|；所述的监控平台判断所述的Δv是否大于一阈值，若所述的Δv大于该阈值，则所述的监控系统判断所述的组串处于限电状态，若Δv小于该阈值，则继续步骤(3.7)，所述的阈值由所述的监控平台预先设置为5。更佳地，所述的步骤(3.7)中判断该所述的组串为阴影遮挡状态或故障状态的具体步骤如下：所述的监控平台判断所述的计数器的计数是否超过一计数阈值，若所述的计数器的计数超过该计数阈值，则所述的监控系统判断所述的光伏电站的组串为电气故障状态；若计数器计数未超过该计数阈值，则所述的监控平台判断该组串处于阴影遮挡状态，所述的计数器加1，所述的计数阈值由所述的监控平台预先设置为20。较佳地，所述的基准光伏组件还连接有一DC/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法，基于基准光伏组件、信号采集模块和传输模块，其特征在于，所述的光伏电站包括组串，所述的基准光伏组件与所述的信号采集模块相连接，所述的信号采集模块与所述的监控平台相连接，所述的监控平台监控所述的光伏电站，并获取该光伏电站的信息，所述的光伏电站包括组串，所述的监控平台还包括一计数器，且该方法具有以下步骤：(1)所述的监控平台初始化，所述的计数器清零；(2)所述的信号采集模块采集所述的基准光伏组件的工作电压和工作电流，并发送给所述的监控平台；(3)所述的监控平台根据其所获取的所述的基准光伏组件的工作电压、工作电流和所述的组串的信息，判断该组串的状态，并根据结果判断是否发出警报。

【技术特征摘要】
1.一种基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法，基于基准光伏组件、信号采集模块和传输模块，其特征在于，所述的光伏电站包括组串，所述的基准光伏组件与所述的信号采集模块相连接，所述的信号采集模块与所述的监控平台相连接，所述的监控平台监控所述的光伏电站，并获取该光伏电站的信息，所述的光伏电站包括组串，所述的监控平台还包括一计数器，且该方法具有以下步骤：(1)所述的监控平台初始化，所述的计数器清零；(2)所述的信号采集模块采集所述的基准光伏组件的工作电压和工作电流，并发送给所述的监控平台；(3)所述的监控平台根据其所获取的所述的基准光伏组件的工作电压、工作电流和所述的组串的信息，判断该组串的状态，并根据结果判断是否发出警报。2.根据权利要求1中所述的基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法，其特征在于，所述的组串包括组件，所述的基准光伏组件的型号和参数与所述的组串中的组件的型号与参数一致，所述的监控平台获取的所述的组串的信息包括所述的组串的工作电压、工作电流和所述的组串中的组件的个数，且所述的步骤(3)的具体步骤如下：(3.1)所述的监控平台将所接收到的所述的基准光伏组件的工作电流和工作电压保存在一第一数组L1，该第一数组中的元素L1(i,v)的i为工作电流，v为工作电压，且所述的监控平台将第一数组中的元素中的工作电流和工作电压校正到标准光照和温度条件下，并将所得的校正后的工作电流信号和工作电压信号保存到一第二数组L2，所述的标准光照和温度分别为辐照1000W/m2，温度25℃；(3.2)所述的监控平台查找第一数组L1中的最大功率点A(iA,vA)以及所述的组件的额定最大功率，并计算所述的组件的老化率并存储相应数据；(3.3)所述的监控平台根据其获取所述的组串的工作电压、工作电流与所述的组串包含的组件个数，获取所述的组件的平均工作点B(iB,vB)，且所述的监控平台通过所述的平均工作点B(iB,vB)和最大功率点A(iA,vA)计算并存储所述的平均工作点B(iB,vB)到最大功率点A(iA,vA)点的距离d，该监控平台判断并存储该距离d与该组件的正常工作半径h的大小关系，若该距离d超出该组件的正常工作半径h，则继续步骤(3.6)，若该距离d小于该组件的正常工作半径h，则继续步骤(3.4)；(3.4)所述的监控平台在其存储的第一数组L1中获取与所述的B(iB,vB)最相近的一点C(ic,vc)，且该监控平台在其存储的第二数组L2中获取与所述的C(ic,vc)对应的点D(iD,vD)，所述的监控平台将所述的计数器清零；(3.5)所述的监控平台通过其获取的D(iD,vD)计算MPPT偏离损失并存储该MPPT偏离损失，并继续所述的步骤(2)；(3.6)所述的监控平台判断所述的组串是否工作在限电状态，并存储相应数据和判断结果，若所述的监控平台判断该组串处于限电状态，则所述的监控平台清零所述的计数器，并继续所述的步骤(2)；若该光伏电站的组件未工作在限电状态，则继续步骤(3.7)；(3.7)所述的监控平台通过该计数器的计数判断所述的组串是否被阴影遮挡状态或为电气故障状态，且所述的监控平台存储相应数据和判断结果，若所述的监控平台判断所述的组串处于阴影遮挡状态，则所述的计数器加1，并继续所述的步骤(2)；若所述的监控平台判断所述的组串处于电气故障状态，则继续(3.8)；(3.8)所述的监控平台发出警报，并继续所述的步骤(2)。3.根据权利要求2中所述的基于监控平台实现光伏电站组串状态识别的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)中的将所述的工作电压和工作电流校正到标准条件下具体为：所述的工作电压和所述的工作电流分别按以下公式进行标准条件下的校正：

【专利技术属性】
技术研发人员：袁同浩，王力，黄小倩，陈浩，杨冬，刘裕桦，沈永良，高玉宝，赵德基，黄保莉，
申请(专利权)人：上海许继电气有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：上海,31