光伏电站组串故障诊断方法、装置、设备及可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于太阳能发电技术领域，公开了一种光伏电站组串故障诊断方法、装置、设备及可读存储介质，应用于具备组串式逆变器的光伏电站，其中，组串式逆变器具备IV曲线扫描功能，所述诊断方法包括以下步骤：获取光伏电站每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据；统计IV曲线扫描数据中电流为0的0电流数据个数，根据剔除0电流数据的IV曲线扫描数据建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数并计算IV曲线函数的特征值，计算特征值限值以及0电流数据限值；根据特征值限值以及0电流数据限值判断得到对应光伏电站组串的故障情况。利用已有的组串式逆变器就能对故障进行诊断，扫描计算速度快，故障诊断准确性高，漏检概率小，人力成本低，具有极大的推广价值。

【技术实现步骤摘要】
光伏电站组串故障诊断方法、装置、设备及可读存储介质
本专利技术属于太阳能发电
，涉及一种光伏电站组串故障诊断方法、装置、设备及可读存储介质。
技术介绍
近年来，随着光伏电站的大量建设，人们越来越重视光伏电站的运维工作。但是，通过运行电流电压的变化、运维人员巡检很难诊断出组串级的故障，这会影响电站的发电收益，因此，准确诊断组串级的故障变得尤为重要。国内外现有的组串级故障诊断方法，主要可以归为两大类：其一是运维人员利用热成像仪巡检进行测定，存在的不足之处在于，光伏场站占地面积大，进行一次巡检花费时间长，人力成本高，而且，人工巡检诊断故障漏检概率较大。其二是对光伏电站进行无人机巡检，利用无人机携带的热成像仪对故障进行诊断。但这种方法，巡检一次费用较高，不利于运维成本的降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中光伏电站组串级故障诊断方法的成本高，效率低的缺点，提供一种光伏电站组串故障诊断方法、装置、设备及可读存储介质。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术一方面，一种光伏电站组串故障诊断方法，应用于具备组串式逆变器的光伏电站，其中，组串式逆变器具备IV曲线扫描功能，所述诊断方法包括以下步骤：S1：获取光伏电站每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据；S2：统计每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据中电流为0的0电流数据个数，剔除IV曲线扫描数据的0电流数据；然后根据剔除0电流数据的IV曲线扫描数据建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数并计算IV曲线函数的特征值；S3：计算所有IV曲线函数的特征值的平均值和标准差以及0电流数据个数的平均值和标准差，根据平均值和标准差得到特征值限值以及0电流数据限值；S4：根据特征值限值以及0电流数据限值判断每个IV曲线函数的特征值的异常情况，根据每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况，根据每个IV曲线函数的故障情况得到对应光伏电站组串的故障情况。本专利技术光伏电站组串故障诊断方法进一步的改进在于：所述S1还包括：将IV曲线扫描数据中的电压数据通过式(1)进行标准测试条件的修正，将IV曲线扫描数据中的电流数据通过式(2)进行标准测试条件的修正：Vx＝Vc/(1-β(25-TC))(1)Ix＝Ic(1000/Qc)/(1-α(25-TC))(2)其中，Vx为修正后的电压数据，Vc为IV曲线扫描数据中的电压数据，Ix为修正后的电流数据，Ic为IV曲线扫描数据中的电流数据，α为光伏电站组串的短路电流温度系数，β为光伏电站组串的开路电压温度系数，TC为IV曲线扫描时的辐照度，Qc为IV曲线扫描时光伏电站光伏组件的背板温度。所述S2中建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数的具体方法为：以每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据中的电压数据为自变量，电流数据为因变量，利用多项式回归的方法对每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据进行多项式拟合，建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数。所述S2中IV曲线函数的特征值包括短路电流、开路电压、最大功率、横向支柱斜率、纵向支柱斜率以及曲线斜率。所述S3的具体方法为：计算所有IV曲线函数的特征值的平均值和标准差以及0电流数据个数的平均值和标准差，利用拉依达准则，根据特征值的特性确定特征值限值，其中，短路电流限值为：下限＝平均值-n标准差，开路电压限值为：下限＝平均值-n标准差，最大功率限值为：下限＝平均值-n标准差，横向支柱斜率限值为：下限＝平均值-n标准差，纵向支柱斜率限值为：上限＝平均值+n标准差，曲线斜率限值为：下限＝平均值-n标准差，0电流数据个数限值为：上限＝平均值+n标准差；其中，n为预设常数。所述S4中根据每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况的具体方法为：采用决策树分类法，通过每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况，具体的：当0电流数据个数大于0电流数据个数限值时，IV曲线函数的故障为组串开路类型曲线故障；否则，判断短路电流；当短路电流小于短路电流限值，开路电压小于开路电压限值时，IV曲线函数的故障为曲线异形类型曲线故障；当短路电流小于短路电流限值，开路电压大于/等于开路电压限值时，IV曲线函数的故障为电流降低类型曲线故障；当短路电流大于/等于短路电流限值，开路电压小于开路电压限值时，IV曲线函数的故障为电压降低类型曲线故障；当短路电流大于/等于短路电流限值，开路电压大于/等于开路电压限值时，判断横向支柱斜率；当横向支柱斜率小于横向支柱斜率限值，纵向支柱斜率大于纵向支柱斜率限值时，IV曲线函数的故障为曲线异形类型曲线故障；当横向支柱斜率小于横向支柱斜率限值，纵向支柱斜率小于/等于纵向支柱斜率限值时，IV曲线函数的故障为横向支柱斜率增加类型曲线故障；当横向支柱斜率大于/等于横向支柱斜率限值，纵向支柱斜率大于纵向支柱斜率限值时，IV曲线函数的故障为纵向支柱斜率增加类型曲线故障；当横向支柱斜率大于/等于横向支柱斜率限值，纵向支柱斜率小于/等于纵向支柱斜率限值时，判断曲线斜率；当曲线斜率小于曲线斜率限值时，IV曲线函数的故障为曲率异常类型曲线故障；否则，判断最大功率；当最大功率小于最大功率限值时，IV曲线函数的故障为曲线异形类型曲线故障，否则IV曲线函数正常。所述S4中根据每个IV曲线函数的故障情况得到对应光伏电站组串的故障情况的具体方法为：当IV曲线函数的故障为组串开路类型曲线故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为组串断开会组串误配入；当IV曲线函数的故障为曲线异形类型曲线故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为部分遮挡、组件电流不一致、碎裂、隐裂或热斑；当IV曲线函数的故障为电流降低类型曲线故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为积灰、带状遮挡、组件衰减、碎裂或隐裂；当IV曲线函数的故障为电压降低类型曲线故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为二极管短路、组件数配置错误、组件PID效应或遮挡；当IV曲线函数的故障为横向支柱斜率增加类型曲线故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为组件错配、轻微的遮挡或污垢；当IV曲线函数的故障为曲率异常类型曲线故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为组件老化；当IV曲线函数的故障为纵向支柱斜率降低故障时，IV曲线函数对应光伏电站组串的故障情况为电路腐蚀或连接不良。本专利技术第二方面，一种光伏电站组串故障诊断装置，应用于具备组串式逆变器的光伏电站，其中，组串式逆变器具备IV曲线扫描功能，包括：数据获取模块，用于获取光伏电站每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据；0电流数据统计模块，用于统计每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据中电流为0的0电流数据个数，剔除电流为0的IV曲线扫描数据；IV曲线函数建立及特征值计算模块，用于根据剔除0电流数据的IV曲线扫描数据建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数并计算IV曲线函数的特征值；限值确定模块，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏电站组串故障诊断方法，应用于具备组串式逆变器的光伏电站，其中，组串式逆变器具备IV曲线扫描功能，其特征在于，所述诊断方法包括以下步骤：/nS1：获取光伏电站每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据；/nS2：统计每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据中电流为0的0电流数据个数，剔除IV曲线扫描数据的0电流数据；然后根据剔除0电流数据的IV曲线扫描数据建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数并计算IV曲线函数的特征值；/nS3：计算所有IV曲线函数的特征值的平均值和标准差以及0电流数据个数的平均值和标准差，根据平均值和标准差得到特征值限值以及0电流数据限值；/nS4：根据特征值限值以及0电流数据限值判断每个IV曲线函数的特征值的异常情况，根据每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况，根据每个IV曲线函数的故障情况得到对应光伏电站组串的故障情况。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏电站组串故障诊断方法，应用于具备组串式逆变器的光伏电站，其中，组串式逆变器具备IV曲线扫描功能，其特征在于，所述诊断方法包括以下步骤：
S1：获取光伏电站每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据；
S2：统计每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据中电流为0的0电流数据个数，剔除IV曲线扫描数据的0电流数据；然后根据剔除0电流数据的IV曲线扫描数据建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数并计算IV曲线函数的特征值；
S3：计算所有IV曲线函数的特征值的平均值和标准差以及0电流数据个数的平均值和标准差，根据平均值和标准差得到特征值限值以及0电流数据限值；
S4：根据特征值限值以及0电流数据限值判断每个IV曲线函数的特征值的异常情况，根据每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况，根据每个IV曲线函数的故障情况得到对应光伏电站组串的故障情况。


2.根据权利要求1所述的光伏电站组串故障诊断方法，其特征在于，所述S1还包括：
将IV曲线扫描数据中的电压数据通过式(1)进行标准测试条件的修正，将IV曲线扫描数据中的电流数据通过式(2)进行标准测试条件的修正：
Vx＝Vc/(1-β(25-TC))(1)
Ix＝Ic(1000/Qc)/(1-α(25-TC))(2)
其中，Vx为修正后的电压数据，Vc为IV曲线扫描数据中的电压数据，Ix为修正后的电流数据，Ic为IV曲线扫描数据中的电流数据，α为光伏电站组串的短路电流温度系数，β为光伏电站组串的开路电压温度系数，TC为IV曲线扫描时的辐照度，Qc为IV曲线扫描时光伏电站光伏组件的背板温度。


3.根据权利要求1所述的光伏电站组串故障诊断方法，其特征在于，所述S2中建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数的具体方法为：
以每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据中的电压数据为自变量，电流数据为因变量，利用多项式回归的方法对每个组串式逆变器的IV曲线扫描数据进行多项式拟合，建立每个组串式逆变器对应的IV曲线函数。


4.根据权利要求1所述的光伏电站组串故障诊断方法，其特征在于，所述S2中IV曲线函数的特征值包括短路电流、开路电压、最大功率、横向支柱斜率、纵向支柱斜率以及曲线斜率。


5.根据权利要求4所述的光伏电站组串故障诊断方法，其特征在于，所述S3的具体方法为：
计算所有IV曲线函数的特征值的平均值和标准差以及0电流数据个数的平均值和标准差，利用拉依达准则，根据特征值的特性确定特征值限值，其中，短路电流限值为：下限＝平均值-n标准差，开路电压限值为：下限＝平均值-n标准差，最大功率限值为：下限＝平均值-n标准差，横向支柱斜率限值为：下限＝平均值-n标准差，纵向支柱斜率限值为：上限＝平均值+n标准差，曲线斜率限值为：下限＝平均值-n标准差，0电流数据个数限值为：上限＝平均值+n标准差；其中，n为预设常数。


6.根据权利要求5所述的光伏电站组串故障诊断方法，其特征在于，所述S4中根据每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况的具体方法为：
采用决策树分类法，通过每个IV曲线函数的特征值的异常情况得到每个IV曲线函数的故障情况，具体的：
当0电流数据个数大于0电流数据个数限值时，IV曲线函数的故障为组串开路类型曲线故障；否则，判断短路电流；
当短路电流小于短路电流限值，开路电压小于开路电压限值时，IV曲线函数的故障为曲线异形类型曲线故障；当短路电流小于短路电流限值，开路电压大于/等于开路电压限值时，IV曲线函数的故障为电流降低类型曲线故障；
当短路电流大于/等于短路电流限值，开路电压小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚永琴，王宗尧，杨文强，胡少轶，赵勇涛，
申请(专利权)人：特变电工新疆新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65