用于光伏电站功率曲线测量和健康状况监测的系统和方法技术方案

光伏(PV)电站(10)功率曲线测量系统基于在一个或多个期望PV电站(10)位点的测量或计算的辐照响应于算法软件确定规格化的辐照数据。该测量系统还测量PV电站(10)电功率并且产生作为该规格化的辐照数据和该测量的PV电站(10)电功率的函数的对应光伏电站(10)电功率的估计的功率曲线图，使得对应的功率曲线数据可以与基于该光伏电站(10)的规格化辐照数据的历史、理论或模拟的功率曲线数据比较以检测该光伏电站(10)在期望的时帧中的退化。

【技术实现步骤摘要】
用于光伏电站功率曲线测量和健康状况监测的系统和方法
本专利技术大体上涉及光伏电站的健康状况和性能监测，并且更特别地涉及用于基于光伏电站的计算的功率曲线监测光伏电站的健康状况的系统和方法。
技术介绍
目前没有已知的方案用于将光伏电站作为完整系统监测。当前的工业技术使用月度或年度产能跟踪。所得的数字在行业范围基础上比较以提供系统性能的更好理解。该技术不利地导致与反馈信息的接收关联的长时间间隔，其由于预警信号的不可用性而使预定维修不能实行或不可能实现。光伏电站系统的性能，特别地年度发电量当前仅基于模拟结果评估。该长时间间隔发电跟踪用于避开由像例如辐照和温度的变化环境条件引入的不确定性。基于年度发电量的现代行业范围的统计数据用于确定相对性能指标。特别难以确定结论性结果，因为基于例如使用的光伏电站的类型、电站布局和地理位点等因素，条件在很大程度上变化。比较新数据与历史数据也是困难的，因为天气条件年年不断变化。基于年度发电量的分析技术因此不能提供非常多关于总体光伏电站健康状况的细节。鉴于前述，提供用于提供总体光伏电站性能的可靠和准确实时测量的系统和方法将是有利的。
技术实现思路
简洁地，根据一个实施例，光伏电站功率曲线测量系统包括：一个或多个太阳能电池板；电力网；配置成从该一个或多个太阳能电池板接收DC电力并且输送AC电力到该电力网的一个或多个电力转换器；以及监测系统，其配置成基于在一个或多个期望PV电站位点的测量或计算的辐照响应于算法软件确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量PV电站电功率并且产生作为该规格化的辐照数据和该测量的PV电站电功率的函数的PV电站的估计的功率曲线图，使得对应的功率曲线数据能够与基于PV电站的规格化辐照数据的历史功率曲线数据、理论功率曲线数据和模拟的功率曲线数据中的至少一个比较以检测PV电站在期望的时帧中的退化。根据另一个实施例，光伏电站信号曲线测量系统包括：一个或多个太阳能电池板；电力网；配置成从该一个或多个太阳能电池板接收DC电力并且输送AC电力到该电力网的一个或多个电力转换器；以及监测系统，其配置成基于在一个或多个期望PV电站位点的测量或计算的辐照响应于算法软件确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量期望PV电站电信号并且产生作为该规格化的辐照数据和该测量的PV电站电信号的函数的PV电站的估计的信号曲线图，使得对应的PV电站电信号数据能够与基于PV电站的规格化辐照数据的历史、理论或模拟的PV电站电信号数据中的至少一个比较以检测PV电站的至少一部分在期望的时帧中的退化。根据再另一个实施例，光伏电站功率曲线测量系统包括监测系统，其配置成基于在一个或多个期望PV电站位点的测量或计算的辐照响应于算法软件确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量PV电站电功率并且产生作为该规格化的辐照数据和该测量的PV电站电功率的函数的PV电站的估计的功率曲线图，使得对应的功率曲线数据能够与基于PV电站的规格化辐照数据的历史、理论或模拟的功率曲线数据中的至少一个比较以检测PV电站在期望的时帧中的退化。根据仍然另一个实施例，光伏(PV)电站信号曲线测量系统包括监测系统，其配置成基于在一个或多个期望PV电站位点的测量或计算的辐照响应于算法软件确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量期望PV电站电信号并且产生作为该规格化的辐照数据和该测量的PV电站电信号的函数的PV电站的估计的信号曲线图，使得对应的PV电站电信号数据能够与基于PV电站的规格化辐照数据的历史、理论或模拟的PV电站电信号数据中的至少一个比较以检测PV电站的至少一部分在期望的时帧中的退化。附图说明当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读时，本专利技术的这些和其他特征、方面和优势将变得更好理解，其中：图1图示根据一个实施例的光伏电站功率曲线测量和健康状况监测系统；以及图2图示根据一个实施例的监测在图1中示出的光伏电站的健康状况的方法。尽管上文识别的图形阐述备选实施例，也设想本专利技术的其他实施例(如在论述中指出的)。在所有情况下，该公开通过非限制地代表呈现本专利技术的图示的实施例。许多其他修改和实施例可以由本领域内技术人员想出，它们落入本专利技术的原理的范围和精神内。具体实施方式图1图示根据一个实施例配置有功率曲线测量和健康状况监测系统20的光伏电站10。光伏电站10包括电力转换器29和电力变压器40，其一起配置成供应能量给AC电力网26。电力转换器29配置成从一个或多个太阳能电池板21接收电能并且输送转换的电能到电力网26。根据特定实施例的光伏电站10的功率曲线测量和健康状况监测可基于在滤波器12和PV太阳能电池板21之间、滤波器12和转换器29之间、转换器29和电力网26之间的电压和/或电流测量或其的组合。当实现独立系统时，滤波器12和PV电池板21之间的测量是特别有用的。当实现逆变器集成技术方案时，滤波器29和转换器29之间的测量与转换器29和电力网26之间的测量是特别有用的。电测量可以例如基于转换器29的DC输入、转换器29的AC输出或其的组合。独立实施例对于与大致上所有类型和制造者的PV逆变器一起使用是特别有用的。独立实施例还可暂时安装成将功率曲线测量作为服务来提供。根据另一个实施例，功率曲线监测器(测量系统)20与PV逆变器集成。该集成技术方案是特别有用的，因为所有电数据是已经可用的，并且仅环境测量传感器(例如，辐照、温度等)须要连接进入该测量系统。根据一个实施例，光伏功率曲线测量系统20由可集成在其中的算法软件控制以基于在一个或多个位点测量的太阳能电池板21温度、测量的太阳能电池板21辐照、白昼时间和电站10地理位点确定规格化的辐照数据。在一个实施例中，辐照处于一个或多个太阳能电池板21的平面中。功率曲线测量系统监测器20然后产生作为该规格化辐照数据的函数的对应光伏电站10电输出功率的估计的功率曲线图。技术效果是该对应的功率曲线数据然后可以与该光伏电站10的历史、理论或模拟的规格化辐照数据中的一个或多个比较以检测该光伏电站10在期望的时帧(时间段)中的退化。根据一个实施例，光伏功率曲线测量系统进一步包括太阳能电池板温度和辐照传感器16以提供太阳能电池板温度和辐照信息。测量的数据经由专用信号总线22或例如无线通信等其他适合的方式在传感器16和电站监测器20之间传送。电站10地理位点是已知的或可以例如使用一个或多个GPS传感器(没有示出)确定。白昼时间可以例如经由作为电站监测器20的一部分包括的实时时钟确定。全球位置、时间等数据可以用于计算或确定辐照和从全球辐照入射角。根据一个实施例，可以采用能够直接提供前述信息的一个或多个传感器以提供一个可行的技术方案。根据本专利技术的一个方面，传感器可以位于一个或多个PV电池板21的平面中。电站监测器20可无限制地包括例如CPU或DSP等数据处理单元，以及其他，其与任何数量的适合存储单元结合，该存储单元非限制地包括RAM、ROM、EEPROM等。算法硬件/软件可进一步包括ASIC、ADC、DAC、线路驱动器、逻辑装置、缓冲器和适合实现本文描述的方法的任何其他适合的硬件/固件装置。当光伏功率曲线测量系统参考图1和2如本文描述的配置时，电站监测器20将起作用以提本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光伏（ＰＶ）电站（１０）功率曲线测量系统，其包括：一个或多个太阳能电池板（２１）；电力网（２６）；配置成从所述一个或多个太阳能电池板（２１）接收ＤＣ电力并且输送ＡＣ电力到所述电力网（２６）的一个或多个电力转换器（２９）；以及监测系统（２０），其配置成基于在一个或多个期望ＰＶ电站（１０）位点的测量或计算的辐照响应于算法软件来确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量ＰＶ电站（１０）电功率并且产生作为所述规格化的辐照数据和所述测量的ＰＶ电站（１０）电功率的函数的所述ＰＶ电站（１０）的估计的功率曲线图，使得对应的功率曲线数据能够与基于所述ＰＶ电站（１０）的规格化辐照数据的历史、理论或模拟的功率曲线数据进行比较以检测所述ＰＶ电站（１０）在期望时帧中的退化。

【技术特征摘要】
2010.05.12 US 12/7783091.一种光伏PV电站功率曲线测量系统，其包括：一个或多个太阳能电池板；电力网；配置成从所述一个或多个太阳能电池板接收DC电力并且输送AC电力到所述电力网的一个或多个电力转换器；以及监测系统，其配置成基于在一个或多个期望PV电站位点的测量或计算的辐照响应于算法软件来确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量PV电站电功率并且产生作为所述规格化的辐照数据和所述测量的PV电站电功率的函数的所述PV电站的估计的功率曲线图，使得对应的功率曲线数据能够与基于所述PV电站的规格化的辐照数据的历史、理论或模拟的功率曲线数据进行比较以检测所述PV电站在期望时帧中的退化。2.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述监测系统包括从全球辐照类型传感器、太阳能电池类型辐照传感器和包括PV阵列技术的辐照传感器选择的一个或多个辐照传感器，其中所述测量或计算的辐照基于凭借所述一个或多个辐照传感器产生的电信号。3.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述监测系统进一步配置成当对应功率曲线数据和历史、理论或模拟的功率曲线数据之间的差别超过预定大小时，提供用于执行期望的PV电站维护操作的指示。4.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述监测系统进一步配置成比较对应的功率曲线数据与关联于不同PV电站的功率曲线数据以由此产生相对性能指标。5.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述监测系统进一步配置成测量期望PV电站电信号并且产生作为所述规格化的辐照数据和所述测量的PV电站电信号的函数的所述PV电站的估计的信号曲线图，使得对应的PV电站电信号数据能够与基于所述PV电站的规格化的辐照数据的历史、理论或模拟的PV电站电信号数据进行比较以检测所述PV电站的至少一部分在期望时帧中的退化。6.如权利要求5所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述期望PV电站电信号从逆变器输入电流、逆变器输出电流、逆变器输入电压、逆变器输出电压、逆变器输入滤波器输入电流、逆变器输入滤波器输入电压、单个串的DC电流和汇流箱处的DC电流中选择。7.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述算法软件从神经网络算法、遗传算法、模糊算法和预测控制算法中选择。8.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述算法软件配置成维护并且更新包括所述规格化的辐照数据和所述PV电站电功率的数据库，并且进一步配置成区别由老化导致的缓慢变化和由系统运行缺陷带来的快速变化。9.如权利要求1所述的PV电站功率曲线测量系统，其中所述规格化的辐照数据包括温度数据。10.一种光伏PV电站信号曲线测量系统，其包括：一个或多个太阳能电池板；电力网；配置成从所述一个或多个太阳能电池板接收DC电力并且输送AC电力到所述电力网的一个或多个电力转换器；以及监测系统，其配置成基于在一个或多个期望PV电站位点的测量或计算的辐照响应于算法软件来确定规格化的辐照数据，并且进一步配置成测量期望的PV电站电信号并且产生作为所述规格化的辐照数据和所述测量的PV电站电信号的函数的所述PV电站的估计的信号曲线图，使得对应的PV电站电信号数据能够与基于所述PV电站的规格化的辐照数据的历史、理论或模拟的PV电站电信号数据进行比较以检测所述PV电站的至少一部分在期望时帧中的退化。11.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述监测系统包括从全球辐照类型传感器、太阳能电池类型辐照传感器和包括PV阵列技术的辐照传感器选择的一个或多个辐照传感器，其中所述测量或计算的辐照基于凭借所述一个或多个辐照传感器产生的电信号。12.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述监测系统进一步配置成当所述PV电站的对应电信号数据和所述PV电站的历史、理论或模拟的电信号数据之间的差别超过预定大小时，提供用于执行期望的PV电站维护操作的指示。13.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述监测系统进一步配置成比较对应的PV电站电信号数据与关联于不同PV电站的电信号数据以由此产生相对性能指标。14.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述监测系统进一步配置成测量PV电站功率并且产生作为所述规格化的辐照数据和所述测量的PV电站功率的函数的所述PV电站的估计的功率曲线图，使得对应的PV电站功率数据能够与基于所述PV电站的规格化的辐照数据的历史、理论或模拟的PV电站功率数据进行比较以检测所述PV电站的至少一部分在期望时帧中的退化。15.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述期望的PV电站电信号从逆变器输入电流、逆变器输入电压、逆变器输出电流、逆变器输出电压、逆变器输入滤波器输入电流、逆变器输入滤波器输入电压、单个串的DC电流和汇流箱处的DC电流中选择。16.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述算法软件从神经网络算法、遗传算法、模糊算法和预测控制算法中选择。17.如权利要求10所述的PV电站信号曲线测量系统，其中所述算法软件配置成维护并且更新包括所述规格化的辐照数据和所述期望的PV电站电信号的数据库，并且进一步配置成区别涉及老化...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·勒斯纳，S·F·S·埃尔巴巴里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US