本发明专利技术涉及的是一种云光伏故障诊断系统，属于光伏技术领域。由太阳电池方阵、电站级服务器、地域级服务器以及云光伏诊断中心通过光纤连接而成，所述太阳能电池方阵包括若干个太阳能电池组件串联形成的支路，若干个支路的正极通过电子开关连接正极汇流母线，支路的负极连接负极汇流母线，并且正极汇流母线和负极汇流母线之间连接故障诊断装置，所述故障诊断装置由高频信号发生器、高频信号接收器、高速信号处理单元以及显示单元组成，其中高频信号发生器和高频信号接收器分别连在正极汇流母线和负极汇流母线之间；太阳能电池方阵通过主开关与电站级服务器连接，若干个电站级服务器与地级服务器连接，若干个地级服务器与光伏诊断中心连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是一种云光伏故障诊断系统，属于光伏
技术介绍
由于太阳电池长期运行在室外恶劣的环境中，不可避免地会发生各种故障，光伏发电系统一般会出现太阳电池组件损坏、电路故障、方阵输出过低、汇流箱着火、浪涌保护器及熔断器烧坏、逆变器故障等。而电池方阵的故障主要有太阳电池衰降、短路、开路、组件玻璃破碎、热斑失效、密封剂失效、旁路二极管失效以及方阵输出过低等。若这些故障得不到及时发现和排除，会直接影响光伏系统的正常发电，甚至会导致火灾等灾害的发生。 现阶段各光伏电站一般独立运营，且多分布在西部偏远地区，由于光伏发电系统的输出功率以及运行稳定性受环境因素影响较大，且光伏系统存在故障种类多、难以发现排除等问题，对光伏电站的统一监测、管理能力较弱，当光伏电站出现故障时，不能及时发现和迅速排除故障，从而影响整个系统的安全运行。因此建立统一的监测、管理十分必要。 对于太阳电池方阵故障诊断，一般根据不同故障特征采用不同方法对故障进行诊断、排除，目前主要通过热成像仪，I-V曲线法、功率比较法等传统技术进行诊断。 通过热斑效应，在方阵前架设热成像仪，通过图像处理实现故障点的定位，但此方法适合光伏电站投产前评估监测，对于使用数千甚至数万枚太阳电池的大型光伏电站来说，寻找故障点不仅工作量大、而且查找极为不便。 对于组件、方阵的电路故障一般采用I-V曲线法，电流法等，这些方法虽然可发现光伏发电系统输出功率下降、某串联组件支路存在问题，但难以判定故障组件、故障电路的确切位置，而且难以做到实时在线监测。对于光伏发电系统输出功率下降，可利用卫星观测电池方阵所在地的天气情况，将模型预测得到的电池方阵所能发出的功率与监测得到的实际功率进行比较，来判断方阵是否存在故障，但该方法虽能判断方阵是否故障，但不能对故障点定位，同样无法做到实时在线监测。 云技术是一种基于互联网的并行计算模式，它可通过互联网为用户提供服务，用户可根据需要通过互联网从云端得到各种服务。云端可分为公共云、个人云、共同云、社会云以及混合云等多种形式，可提供硬软件的Iaas服务、提供使用应用软件平台的Paas服务以及直接利用应用软件的Saas服务等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能够实时在线监测的云光伏故障诊断系统。 在本专利技术的云光伏故障诊断系统中，提出通过针对特殊企业并具有高保密性的公共云端为光伏电站提供Saas服务，包括系统运行数据、故障情况、排除故障的方法等，光伏电站可通过互联网使用这些服务。 本专利技术的云光伏故障诊断系统，由太阳电池方阵、电站级服务器、地域级服务器以及云光伏诊断中心通过光纤连接而成，所述太阳能电池方阵包括若干个太阳能电池组件串联形成的支路，若干个支路的正极通过电子开关连接正极汇流母线，支路的负极连接负极汇流母线，并且正极汇流母线和负极汇流母线之间连接故障诊断装置，所述故障诊断装置由高频信号发生器、高频信号接收器、高速信号处理单元以及显示单元组成，其中高频信号发生器和高频信号接收器分别连在正极汇流母线和负极汇流母线之间； 太阳能电池方阵通过主开关与电站级服务器连接，若干个电站级服务器与地级服务器连接，若干个地级服务器与光伏诊断中心连接。 本专利技术系统提出了图2所示的太阳电池方阵故障支路识别原理图。太阳能电池方阵由各支路并联，然后接正、负汇流母线构成。各支路由若干太阳电池组件串联构成，各支路的正极与电子开关连接，然后接至正极汇流母线，各支路的负极接至负极汇流母线。电子开关安装在各串联组件支路的正极与正极汇流母线之间，根据监测的需要由控制信号进行控制，用来接通或断开该串联组件支路与正极汇流母线之间的电路。通过云端故障分析系统对光伏阵列的出力、环境条件等因素进行信息融合，初步确定电站是否存在故障，如果初步判断其状态异常，可能存在故障，进一步利用基于TDR原理的站级故障诊断装置在线检测串联组件支路中的故障组件或其他故障。通过图2中电子开关的断开和闭合，控制单一串联支路的断开与接入，测量此支路断开和接入时引起的阵列参数变化差值，比较此差值与最佳工况下接入和断开单一支路的参数变化差值，如果参数变化大于设计规定的误差阈值，则初步判断该支路存在故障，以此类推，寻找出所有疑似故障支路，此后再次通过开关的闭、合单独将疑似故障支路与图3所示支路故障点定位装置组成回路，利用基于TDR原理的故障诊断装置定位故障点。 图3所示为站级实时在线故障诊断装置。它被用来对有故障的串联组件支路的组件或组件间电路等进行诊断。它由高频（纳秒级）信号发生器、高频（纳秒级）信号接收器，高速信号处理单元以及检测数据、处理结果显示单元构成，其原理是利用TDR（时域反射法），根据发射波和反射波的波形特性以及二者的时间差，对故障点进行定位。即通过计算发射波与反射波二者之间时间差?t、根据下式计算出故障点距离，并分析反射波的特性来进行故障的定性和定位。假设故障点距离为 ，则 (1)上式中，是波在传输线上的传播速度，为发射波与反射波二者的时间差。该方法可用于判断太阳电池组件内部电路、组件间连接线路、旁路二极管、阻塞二极管等是否短路、开路、阻抗变化情况等，从而找到故障点。 本专利技术的云光伏故障诊断系统形成以云光伏故障诊断中心为核心，光纤传输网为构架，电站级、地域级服务器系统为载体，实时在线监测系统、诊断装置为基础的智能化分布式结构。它将成千上万个光伏电站的运行状态信息，通过实时在线监测系统、电站级服务器进行信息汇总，然后上传到地域级服务器，最终上传到云端（云光伏诊断中心），然后借助云端的数据库（历史和当前的监测、处理等数据和资料）、专家资源（专家提供的诊断理论、方法和建议等）、信号处理系统、其他诊断资源等对所获得的信息进行分析、处理、故障类型判断、故障点定位，最后通过互联网反馈到地域级服务器、电站级服务器，并指导电站工作人员进行设备维护和故障排除。 本专利技术实现实时在线故障诊断，不仅可直接降低人工维护的成本，同时可提高光伏系统的发电输出功率，预防由故障引起的严重后果。对电池方阵进行监测，准确诊断出有故障的太阳电池组件故障位置，并迅速加以排除，可使系统长期安全运行、增加发电量并降低发电成本。 本专利技术的云光伏故障诊断系统除了具有实时在线故障定位的功能外，还具有如下的功能。（1）根据云光伏故障诊断系统的监测结果，对光伏电站进行功率追踪，结合前期功率预测，分析光伏电站输出功率变化规律及发展趋势，及时将预测信息反馈给电网调度中心，实现电网的高效调度，保证电网安全稳定运行和电能品质；（2）对光伏系统运行工况进行监测，对比以往发电状态，比较光伏系统工况差异和参数变化，通过互联网公布“发电工况诊断报告”，并提出异常时的解决对策和处理方法，并绘制电量、减排等曲线；（3）电站级服务器获取实时发电参数及各项指标本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种云光伏故障诊断系统，其特征在于，由太阳电池方阵、电站级服务器、地域级服务器以及云光伏诊断中心通过光纤连接而成，所述太阳能电池方阵包括若干个太阳能电池组件串联形成的支路，若干个支路的正极通过电子开关连接正极汇流母线，支路的负极连接负极汇流母线，并且正极汇流母线和负极汇流母线之间连接故障诊断装置，所述故障诊断装置由高频信号发生器、高频信号接收器、高速信号处理单元以及显示单元组成，其中高频信号发生器和高频信号接收器分别连在正极汇流母线和负极汇流母线之间； 太阳能电池方阵通过主开关与电站级服务器连接，若干个电站级服务器与地级服务器连接，若干个地级服务器与光伏诊断中心连接。
【技术特征摘要】
1.一种云光伏故障诊断系统，其特征在于，由太阳电池方阵、电站级服务器、地域级服务器以及云光伏诊断中心通过光纤连接而成，所述太阳能电池方阵包括若干个太阳能电池组件串联形成的支路，若干个支路的正极通过电子开关连接正极汇流母线，支路的负极连接负极汇流母线，并且正极汇流母线和负极汇流母线之间连接故障诊断装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：车孝轩，陈启卷，何昌炎，周元贵，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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