【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏监测，尤其涉及一种多通道光伏组件的在线监测系统。
技术介绍
1、光伏监测
涉及到对太阳能光伏系统的性能和状态进行实时监控。包括对光伏电池、模块或整个光伏阵列的各种参数的测量和评估，如功率输出、电压、电流以及环境因素(例如温度和光照条件)。此外，光伏监测技术也关注系统效率的优化、故障诊断和预防性维护，旨在最大化能源产出和延长光伏系统的使用寿命，以确保光伏系统的可靠性和经济性。
2、其中，多通道光伏组件的在线监测系统是一种设计用于监控太阳能发电设施中多个独立通道的系统，能够独立监控光伏组件每个通道的性能，如电压和电流，以及各通道可能的性能衰减或故障，主要用于实现更精细的管理和控制，提高光伏系统的整体效率和可靠性，同时及时检测并处理潜在的问题，以防止功率损失并优化整个光伏组件的运行性能。
3、当前的光伏监测技术通常集中于监控光伏系统的总体输出参数，如功率和电流，而较少关注单个通道的性能细节。偏向宏观的监控手段对于识别目标通道的细微性能变化或早期故障常常显得不够敏感，可能导致在问题被明显察觉之前已经发生了较大的损害，比如系统效率的无声下降或组件的逐步损坏。缺乏对性能下降具体原因的深入分析导致维护措施通常是事后应对而非预防性的，不仅增加了维护成本，还可能因延迟干预而缩短系统整体的使用寿命，限制了光伏系统在不断变化的环境条件下维持最优性能的能力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种多通道光伏组件的在线监测系
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种多通道光伏组件的在线监测系统包括：
3、光谱响应分析模块基于多通道接收和反射的光谱数据，执行傅里叶变换，比较通道间的光谱响应强度，标记反应强度异常通道，分析异常通道的特异性波长分布，并提取关键波长特征，生成光谱异常特征图；
4、熵值监测模块采用所述光谱异常特征图，计算多通道输出功率的熵值，追踪熵值的时间序列变化，通过变化趋势判断能量转换效率的下降，识别性能下降的通道，定量化分析变化趋势，生成能效降低趋势图；
5、性能衰退诊断模块通过所述能效降低趋势图，分析性能衰退的通道，定位故障频段，根据光谱和熵值的综合分析，诊断导致性能下降的关键因素，生成性能衰退诊断记录；
6、监测记录模块结合所述性能衰退诊断记录，整合收集到的所有监测数据，建立每个通道的性能数据库，并对数据进行时间序列分析，预测通道未来性能状况变化，形成在线监测档案。
7、作为本专利技术的进一步方案，所述异常通道的标记步骤为：
8、收集多通道的光谱数据，记录每个通道差异波长的光谱信号，获取原始多通道光谱数据；
9、对所述原始多通道光谱数据执行傅里叶变换，从时间域转换至频域，得到频域光谱数据集，
10、
11、其中，f(n)是第n个数据点的强度，n是数据点总数，k是频率分量，是归一化因子，用于调整振幅大小，i是虚数单位；
12、比较所述频域光谱数据集中的响应强度，通过计算每个通道的平均响应强度和标准偏差，标记超出平均响应强度加两倍标准偏差的通道为异常通道，即，
13、异常＝μ+2σ
14、其中，μ是平均响应强度，σ是标准偏差，得到标记的异常通道列表。
15、作为本专利技术的进一步方案，所述光谱异常特征图的获取步骤为：
16、根据所述标记的异常通道列表，从频域光谱数据集中提取通道的数据，得到异常通道光谱数据集；
17、结合所述异常通道光谱数据集，对每个异常通道分析目标波长下的峰值响应，计算每个波长的峰值强度和出现频率，得到特异波长特征数据，
18、
19、其中，p(λ)是特异波长特征值，si(λ)是第i个数据点在波长λ的强度，n是数据点总数，μ(λ)是波长λ下的平均强度，通过引入立方提高准确度；
20、根据所述特异波长特征数据，构建每个异常通道在差异波长的光谱异常特征图，展示每个异常通道的光谱响应，得到光谱异常特征图。
21、作为本专利技术的进一步方案，所述熵值的时间序列变化的追踪步骤为：
22、结合所述光谱异常特征图，从多通道设备中收集输出功率数据，计算每个通道在选定时间窗t内的总输出功率，得到输出功率序列p(t)；
23、根据所述输出功率序列p(t)，将每个通道的输出功率转换为概率分布pg，计算每个通道的概率
24、
25、其中，n是总通道数，是所有通道输出功率的总和，pi是第i个通道的输出功率，得到概率分布序列pg；
26、根据所述概率分布序列pg进行熵值计算，
27、
28、其中，log(pg)是自然对数，得到熵值s；
29、通过连续测量时间点的熵值，计算熵值的时间序列的移动平均并平滑数据，
30、
31、其中，m是用于计算移动平均的时间窗口大小，s(k)是在时间k的熵值，得到平滑的熵值时间序列
32、作为本专利技术的进一步方案，所述能效降低趋势图的获取步骤为：
33、根据所述熵值时间序列分析能量转换效率下降的时间点，使用差分法计算，
34、
35、其中，得到能量转换效率的变化趋势；
36、通过比较通道的δs(t)值，识别性能明显下降的通道，对通道进行功率和频谱分析，得到性能下降通道列表；
37、基于所述性能下降通道列表，计算每个通道能效下降的比率，
38、
39、结合时间数据，生成能效降低趋势图。
40、作为本专利技术的进一步方案，所述性能衰退诊断记录的获取步骤为：
41、从所述能效降低趋势图中获取通道能效下降数据，建立通道能效下降序列；
42、根据所述通道能效下降序列，对能效显著下降的通道进行频谱分析，确定故障频段fi，
43、fi＝maxf{∫|si(f)|2df}
44、其中，si(f)表示第i通道在频率f上的功率谱密度，求取功率谱密度积分最大值的频率范围；
45、根据所述故障频段fi，结合光谱分析和熵值分析，诊断故障频段内的关键因素，
46、
47、其中，ki是性能衰退程度值，si(f)是频段fi内的光谱强度，logsi(f)是光谱强度的自然对数，得到性能衰退诊断记录。
48、作为本专利技术的进一步方案，所述性能数据库的建立步骤为：
49、收集通道的监测数据，包括功率输出、温度和振动参数，结合所述性能衰退诊断记录，对收集的数据进行格式标准化，
50、
51、其中，xstandardized表示标准化数据，x表示原始数据，min(x)和max(x)分别表示数据的最小值和最大值，确保数据一致性，建立标准化数据集dstandard，
52、ds本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述异常通道的标记步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述光谱异常特征图的获取步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述熵值的时间序列变化的追踪步骤为：
5.根据权利要求4所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述能效降低趋势图的获取步骤为：
6.根据权利要求1所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述性能衰退诊断记录的获取步骤为：
7.根据权利要求1所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述性能数据库的建立步骤为：
8.根据权利要求7所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述在线监测档案的形成步骤为：
【技术特征摘要】
1.一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述异常通道的标记步骤为：
3.根据权利要求2所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述光谱异常特征图的获取步骤为：
4.根据权利要求1所述的一种多通道光伏组件的在线监测系统，其特征在于：所述熵值的时间序列变化的追踪步骤为：
5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏山山，荀静，张小波，
申请(专利权)人：江苏辛巴新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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