一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统，属于太阳能光伏发电技术领域。首先利用电流变化率与日照强度变化率的比值来检测异常，然后利用相邻或相近输入端的电流值的相互校验来排除故障误报并检测出异常。该监测方法，监测准确率高。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统
本专利技术涉及太阳能光伏发电
，特别涉及一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统。
技术介绍
太阳能光伏电站中的太阳能光伏电池阵列和逆变器之间的连线繁多、线路损耗大，并且在行业中使用的太阳能电池板种类繁多、组件参数方面相差很大，针对不同设计方案，也会采用不同形式的逆变器，从而使得在实际应用中根据项目的不同，太阳能光伏阵列的排布方式多种多样。基于光伏阵列中各组串工作特性相差很大，因此很难单一的依据组件特性或者排布方式给太阳能电池串(或称为组串)的工作状态划定确定数值范围，这就给太阳能光伏阵列的实时监测及故障诊断带来了巨大的困难。由于组串是太阳能光伏电池阵列的基本构成单元，而组串是否正常工作将直接影响到光伏电站的安全及光伏电站的总发电量，因此，对每个组串的实时电流进行监测及其故障诊断就显得尤为重要。现有技术中，常用的监测系统主要实现对太阳能光伏电站的电量信号的远程监测，具体而言，只是将电量信号的不同数据在同一窗口进行显示，而不会直接形成对比结果；也有部分监测系统能够根据组串中的电流变化率来对光伏电站的工作情况进行监测，但该种监测系统在外界出现干扰时，例如太阳能电池串受到物体遮挡或者飘过的云彩遮挡等情况下，容易导致监测结果出现错误。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统，有效提高了监测准确率。本专利技术实施例提供的技术方案如下：一方面，提供一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法，所述太阳能光伏电站包括至少一个太阳能光伏电池阵列，所述太阳能光伏电池阵列包括多个太阳能电池串和具有多个输入端和一个输出端的汇流箱，每个所述汇流箱的输入端和一个太阳能电池串或上一级汇流箱的输出端相连，所述方法包括：实时检测每个输入端的电流值，并计算电流变化率，；实时检测每个输入端的日照强度，并根据所述日照强度计算日照强度变化率；计算所述电流变化率与所述日照强度变化率的比值；判断所述比值是否在预设阈值区间内，如果否，则确定与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常，否则进行下一步判断。判断是否所述汇流箱的位置相近的输入端的电流值全部小于第一预设值，如果是，则判断所述汇流箱的输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态正常，否则进入下一步判断；判断是否存在某输入端的电流值小于等于第二预设值而与所述输入端相近的一个或多个其它输入端的电流值大于等于第一预设值，其中所述第一预设值大于所述第二预设值，如果是，则判断该输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱处于异常工作状态。优选地，在判断与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常后，所述方法还包括：确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号。优选地，确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号，包括：分别获取所述输入端在预设时刻和当前时刻的电流值，计算所述输入端的电流变化率；将所述电流变化率分别与电流上限阈值、电流下限阈值比较，所述电流上限阈值大于所述电流下限阈值；如果所述电流变化率大于所述电流上限阈值，且大于所述预设时刻电流值的h倍，所述h大于0且小于1，则确定所述工作状态的异常类别为电流高值越限，并发出电流高值越限报警信号；如果所述电流变化率小于所述电流下限阈值，且小于所述预设时刻电流值的l倍，所述l大于0且小于1，则确定所述工作状态的异常类别为电流低值越限，并发出电流低值越限报警信号。优选地，所述确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号，还包括：将所述当前时刻的电流值与零值报警门限比较，所述零值报警门限小于所述电流下限阈值；如果所述输入端的当前时刻的电流值小于所述零值报警门限，则确定所述工作状态的异常类别为零值报警，并发出零值报警信号。优选地，所述判断所述比值是否在预设阈值区间内包括：判断所述比值是否为正数，如果是，则在所述比值小于第一预设阈值时，判断所述比值在预设阈值区间内；否则，在所述比值大于第二预设阈值时，判断所述比值在预设阈值区间内；所述第一预设阈值为正数，所述第二预设阈值为负数。另一方面，提供一种太阳能光伏电站的工作状态监测系统，所述太阳能光伏电站包括至少一个太阳能光伏电池阵列，所述太阳能光伏电池阵列包括多个太阳能电池串和具有多个输入端和一个输出端的汇流箱，每个所述汇流箱的输入端和一个太阳能电池串或上一级汇流箱的输出端相连，所述系统包括：电流检测模块，用于实时检测每个输入端的电流值；日照强度检测模块，用于实时检测每个输入端的日照强度；第一计算模块，用于根据所述电流值计算电流变化率；第二计算模块，用于根据所述日照强度计算日照强度变化率；第三计算模块，用于计算所述电流变化率与所述日照强度变化率的比值；比较模块，用于分别将所述电流变化率与所述日照强度变化率的比值与预设阈值区间比较，或者将所述输入端的电流值与第一预设值或第二预设值比较，所述第一预设值大于所述第二预设值；判断模块，用于判断所述比值是否在预设阈值区间内，或者位置相近的输入端电流值是否全部小于第一预设值，或者在位置相近的输入端电流值全部小于第一预设值的判断结果为否的条件下进一步判断是否存在某输入端的电流值小于等于第二预设值同时与所述输入端相近的输入端的电流值大于等于第一预设值；确定模块，用于在所述判断模块做出后，确定与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态是否异常。优选地，所述系统还包括：分类报警模块，用于在确定与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常后，确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号。优选地，所述分类报警模块包括：获取单元，用于分别获取所述输入端在预设时刻和当前时刻的电流值；第一计算单元，用于计算所述输入端的电流变化量；第一比较单元，用于将所述电流变化量分别与电流上限阈值、电流下限阈值比较，所述电流上限阈值大于所述电流下限阈值；第一分类报警单元，用于在所述电流变化量大于所述电流上限阈值，且大于所述预设时刻电流值的h倍时，所述h大于0且小于1，确定所述工作状态的异常类别为电流高值越限，并发出电流高值越限报警信号；在所述电流变化量小于所述电流下限阈值，且小于所述预设时刻电流值的l倍时，所述l大于0且小于1，确定所述工作状态的异常类别为电流低值越限，并发出电流低值越限报警信号。优选地，所述分类报警模块还包括：第二比较单元，用于将所述当前时刻的电流值与零值报警门限比较，所述零值报警门限小于所述电流下限阈值；第二分类报警单元，用于在所述输入端的当前时刻的电流值小于所述零值报警门限时，确定所述工作状态的异常类别为零值报警，并发出零值报警信号。优选地，所述判断模块包括：第一判断单元，用于判断所述比值是否为正数；第二判断单元，用于在所述第一判断单元判断所述比值为正数后，判断所述比值是否小于第一预设阈值，如果是，则判断所述比值在预设阈值区间内；所述第二判断单元，还用于在所述第一判断单元判断所述比值不为正数后，判断所述比值是否大于第二预设阈值，如果是，则判断所述比值在预设阈值区间内；所述第一预设阈值为正数，所述第二预设阈值为负数。本专利技术实施例提供的太阳能光伏电站的工作状态监测方法及系统，首先通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法，所述太阳能光伏电站包括至少一个太阳能光伏电池阵列，所述太阳能光伏电池阵列包括多个太阳能电池串和具有多个输入端和一个输出端的汇流箱，每个所述汇流箱的输入端和一个太阳能电池串或上一级汇流箱的输出端相连，其特征在于，所述方法包括：实时检测每个输入端的电流值，并计算电流变化率，；实时检测每个输入端的日照强度，并根据所述日照强度计算日照强度变化率；计算所述电流变化率与所述日照强度变化率的比值；判断所述比值是否在预设阈值区间内，如果否，则确定与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常，否则进行下一步判断；判断是否所述汇流箱的所有相邻或相近的输入端的电流值全部小于第一预设值，如果是，则确定与所述输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态正常，否则进入下一步判断；判断是否存在某输入端的电流值小于等于第二预设值而相邻或相近的一个或多个其它输入端的电流值大于等于第一预设值，其中所述第一预设值大于所述第二预设值，如果是，则确定该输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱处于异常工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法，所述太阳能光伏电站包括至少一个太阳能光伏电池阵列，所述太阳能光伏电池阵列包括多个太阳能电池串和具有多个输入端和一个输出端的汇流箱，每个所述汇流箱的输入端和一个太阳能电池串或上一级汇流箱的输出端相连，其特征在于，所述方法包括：实时检测每个输入端的电流值，并计算电流变化率，；实时检测每个输入端的日照强度，并根据所述日照强度计算日照强度变化率；计算所述电流变化率与所述日照强度变化率的比值；判断所述比值是否在预设阈值区间内，如果否，则确定与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常，否则进行下一步判断；判断是否所述汇流箱的位置相近的输入端的电流值全部小于第一预设值，如果是，则确定与所述输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态正常，否则进入下一步判断；判断是否存在某输入端的电流值小于等于第二预设值而与所述输入端相近的一个或多个其它输入端的电流值大于等于第一预设值，其中所述第一预设值大于所述第二预设值，如果是，则确定该输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱处于异常工作状态。2.根据权利要求1所述的太阳能光伏电站的工作状态监测方法，其特征在于，在判断与所述输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常后，所述方法还包括：确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号。3.根据权利要求2所述的太阳能光伏电站的工作状态监测方法，其特征在于，确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号，包括：分别获取所述输入端在预设时刻和当前时刻的电流值，计算所述输入端的电流变化率；将所述电流变化率分别与电流上限阈值、电流下限阈值比较，所述电流上限阈值大于所述电流下限阈值；如果所述电流变化率大于所述电流上限阈值，且大于所述预设时刻电流值的h倍，所述h大于0且小于1，则确定所述工作状态的异常类别为电流高值越限，并发出电流高值越限报警信号；如果所述电流变化率小于所述电流下限阈值，且小于所述预设时刻电流值的l倍，所述l大于0且小于1，则确定所述工作状态的异常类别为电流低值越限，并发出电流低值越限报警信号。4.根据权利要求3所述的太阳能光伏电站的工作状态监测方法，其特征在于，所述确定所述工作状态的异常类别，并根据所述异常类别发出相应的报警信号，还包括：将所述当前时刻的电流值与零值报警门限比较，所述零值报警门限小于所述电流下限阈值；如果所述输入端的当前时刻的电流值小于所述零值报警门限，则确定所述工作状态的异常类别为零值报警，并发出零值报警信号。5.根据权利要求1至4任一项所述的太阳能光伏电站的工作状态监测方法，其特征在于，所述判断所述比值是否在预设阈值区间内包括：判断所述比值是否为正数，如果是，则在所述比值小于第一预设阈值时，判断所述比值在预设阈值区间内；否则，在所述比值大于第二预设阈值时，判断所述比值在预设阈值区间内；所述第一预设阈值为正数，所述第二预设阈值为负数。6.一种太阳能光伏电站的工作状态监测系统，所述太阳能光伏电站包括至少一个太阳能光伏电池阵列，所述太阳能光伏电池阵列包括多个太阳能电池串和具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨盛楠，
申请(专利权)人：北京汉能光伏投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11