基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法技术

技术编号:13774806 阅读:72 留言:0更新日期:2016-09-30 18:46
本发明专利技术公开一种基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法。首先,对不同故障下光伏组件内部等效参数进行特征提取;其次,分别采用BP神经网络、RBF神经网络、Elman神经网络和RVM算法建立基于外特性电气参数的4种光伏组件故障诊断模型,用于光伏组件的初步故障诊断;最后,提出了一种基于改进证据相似度的光伏组件数据融合故障诊断模型,将上述4种模型的诊断结果作为该改进数据融合算法的基本概率分配(BPA)函数值,在决策层进行融合诊断输出。本发明专利技术的基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法,有效提高了故障诊断结果的可信度、降低了单一方法对诊断结果所引起的误判率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光伏组件的故障诊断方法,属于新能源发电领域。
技术介绍
当前,过度开采与使用化石能源导致生态环境急剧恶化,严重威胁人类的生存和社会的可持续发展。化解能源和生态环境危机的有效方法之一就是减少对化石能源的过度依赖,积极开展可再生能源的利用,其中,光伏发电以其独特的发电特性取得了广泛地发展与应用。然而,由于光伏组件长期工作在比较恶劣的环境中,各种故障情况难以避免,使得实际使用寿命大为降低。一旦光伏组件发生运行故障,直接危害是损坏组件本身,降低发电效率;间接危害则是造成整个光伏发电系统不能正常运行或对电网造成影响,进而酿成重大经济损失。事实上,由于外界环境的复杂多变,使得光伏组件呈现故障起因复杂性和故障类型多样性,现有的故障诊断技术和方法难以适应光伏组件故障诊断的需要,因此,研究有效的光伏组件故障诊断方法已是迫在眉睫。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术建立一种基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法,能够实现对光伏组件正常、短路故障、Rs异常老化故障和Rsh异常老化故障的有效诊断。
技术实现思路
:本专利技术提出一种基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法,包括如下步骤:步骤10:对不同故障下光伏组件内部等效参数进行特征提取;通常,单块光伏组件由若干个模型参数一致的电池片串联而成,设串联连接个数为Ns,在相同工况下输出特性均相同。光伏组件中各内部等效参数可分别表示为: R s , M = N s R s R s h , M = N s R s h I p h , M = I p h I S D , M = I S D n M = N s n - - - ( 1 ) ]]>式中,Rs,M、Rsh,M、Iph,M、ISD,M和nM分别表示光伏组件内部等效串联电阻、等效并联电阻、光生电流、二极管反向饱和电流和理想因子;Rs、Rsh、Iph、ISD和n分别表示光伏电池单体内部等效串联电阻、等效并联电阻、光生电流、二极管反向饱和电流和理想因子;Ns为光伏组件串联个数。由式(1)可知,当光伏组件发生短路故障时,Rs,M、Rsh,M和nM会同时发生变化,且Rs,M和Rsh,M阻值按同比例发生变化。光伏组件中短路电池片个数可通过nM值的变化估算。以TSM-250PC05A型光伏组件为研究对象,该光伏组件由Ns(Ns=60)个光伏电池串联而成。在短路故障时,其内部等效参数Rs、Rsh和n随短路电池片个数呈现如下规律性变化: x ^ j = ( 60 - s ) x j , j = 1 , 2 , 5 - - - ( 2 ) ]]>式中,为短路时各对应参数值;xj为正常时对应参数值;s为短路电池片个数,取值范围为1至60;j=1,2,5时,xj分别代表式(1)中Rs、Rsh和n。当光伏组件发生异常老化时,其内部等效参数呈现如下规律:(1)Rs会出现一定程度增加;(2)Rsh会出现一定程度减少;(3)Rs和Rsh会同时发生变化,但变化率不一致。综上所述,当光伏组件发生短路故障和异常老化故障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法,其特征在于,所述诊断方法的建立包括如下步骤:步骤10:对不同故障下光伏组件内部等效参数进行特征提取;步骤20:分别采用BP神经网络、RBF神经网络、Elman神经网络和RVM算法,建立基于内部等效参数的4种光伏组件故障诊断模型,用于光伏组件的初步故障诊断;步骤30:建立基于改进证据相似度的光伏组件数据融合故障诊断模型,将上述4种模型的诊断结果作为该改进数据融合算法的基本概率分配BPA函数值,在决策层进行融合诊断输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法,其特征在于,所述诊断方法的建立包括如下步骤:步骤10:对不同故障下光伏组件内部等效参数进行特征提取;步骤20:分别采用BP神经网络、RBF神经网络、Elman神经网络和RVM算法,建立基于内部等效参数的4种光伏组件故障诊断模型,用于光伏组件的初步故障诊断;步骤30:建立基于改进证据相似度的光伏组件数据融合故障诊断模型,将上述4种模型的诊断结果作为该改进数据融合算法的基本概率分配BPA函数值,在决策层进行融合诊断输出。2.根据权利要求1所述的一种基于内部等效参数的光伏组件故障诊断方法,其特征在于,所述步骤10中光伏组件各内部等效参数特征数据的获取过程如下:通常,单块光伏组件由若干个模型参数一致的电池片串联而成,设串联连接个数为Ns,在相同工况下输出特性均相同;光伏组件中各内部等效参数可分别表示为: R s , M = N s R s R s h , M = N s R s h I p h , M = I p h I S D , M = I ...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈凌王宏华张经炜范立新韩伟翟学锋王成亮徐钢
申请(专利权)人:江苏方天电力技术有限公司河海大学国网江苏省电力公司国家电网公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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