The invention provides a method and system for the diagnosis of a photovoltaic array fault type, including: Based on the power data of the photovoltaic module in the photovoltaic array and the power data of the pre set normal time volt component, it can be used to determine whether the photovoltaic array has a fault, and if there is a fault, it is based on the bypass diode in parallel with the photovoltaic module. The PV array discrimination factor is calculated, and the fault type of PV array is determined based on the discrimination factor of PV array. The invention uses the power data of the photovoltaic module and the working state of the bypass diode to determine the differentiation factor of the photovoltaic array and diagnose the fault type of the photovoltaic array. It can diagnose the fault location in real time, effectively improve the accuracy of the type of the photovoltaic array fault, and ensure the safe and reliable operation of the photovoltaic array.
【技术实现步骤摘要】
一种用于光伏阵列故障类型诊断的方法及系统
本专利技术涉及光伏发电
，具体涉及一种用于光伏阵列故障类型诊断的方法及系统。
技术介绍
由于不可再生能源的枯竭，使得光伏发电得以快速发展，然而在现有的光伏发电系统中，光伏阵列可能会发生影响光伏发电系统正常工作的故障，如：热斑、老化、短路和开路等。热斑故障的原因：部分电池长时间被遮挡，导致其产生的电流小于其他未被遮挡的电池，根据基尔霍夫电压定律，这些被遮挡的电池单体会带负电压，成为电路中的负载，并以热量形式消耗其他正常电池产生的功率。老化故障的原因：光伏组件随着使用时间的增长，使得系统输出的功率下降。引起组件老化的原因包括以下几个方面：(1)串联电阻的增加，使得腐烛(通常由水或者蒸汽引起)或者电极的黏着力下降。(2)并联电阻的减小，使得金属迁移了PN结。(3)减反射膜退化，使得反射光的强度增强。短路故障的原因：由于薄膜太阳电池的顶接触和背接触更靠近，使其可能经受由针孔、局部腐蚀及电池材料损坏而引起的短路，或气候、分层、碎裂或者电化学腐烛等引起的绝缘下降而产生短路。开路故障的原因：由于光伏组件受热应力、冰雹或在处理和封装...
【技术保护点】
1.一种用于光伏阵列故障类型诊断的方法，其特征在于，包括：基于光伏阵列中光伏组件的功率数据与预先设定的正常时所述光伏组件的功率数据，判断所述光伏阵列是否存在故障；若存在故障，则基于与所述光伏组件并联的旁路二极管的工作状态，计算光伏阵列区分因子；基于所述光伏阵列区分因子，确定所述光伏阵列的故障类型。
【技术特征摘要】
1.一种用于光伏阵列故障类型诊断的方法，其特征在于，包括：基于光伏阵列中光伏组件的功率数据与预先设定的正常时所述光伏组件的功率数据，判断所述光伏阵列是否存在故障；若存在故障，则基于与所述光伏组件并联的旁路二极管的工作状态，计算光伏阵列区分因子；基于所述光伏阵列区分因子，确定所述光伏阵列的故障类型。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于光伏阵列中光伏组件的功率数据与预先设定的正常时所述光伏组件的功率数据，判断所述光伏阵列是否存在故障，包括：若m×Pm-Pmarray<ε1，则所述光伏阵列的正常运行，否则存在故障；式中，m为串联的光伏组件个数，Pm为所述光伏组件的最大功率，Pmpparray为所述光伏阵列正常工作输出的功率，ε1为第一预设误差。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述若存在故障，则基于与所述光伏组件并联的旁路二极管的工作状态，计算光伏阵列区分因子之前，还包括：利用所述光伏组件的电压数据，确定所述光伏组件的故障位置和故障组件个数。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述光伏组件的电压数据，确定所述光伏组件的故障位置和故障组件个数，包括：基于所述光伏组件的电压数据，建立电压表数据相减表；若所述电压表数据相减表中序号i对应的电压表数据相减后绝对值大于第二预设误差ε2，则第i个光伏组件或第m/2+i个光伏组件存在故障，设定单故障表中序号i对应的元素为1；计算第i个光伏组件电压PVm/2+i与第m/2+i个光伏组件电压PVi的差，若PVm/2+i-PVi大于第三预设误差ε3，则PVj故障，若PVm/2+i-PVi小于第三预设误差ε3，则PVm/2+j故障；当电压表数据相减表中序号i对应的电压表数值相减后绝对值小于第二预设误差ε2，则第i个光伏组件和第m/2+i个光伏组件都存在故障，设定双故障表中序号i对应的元素为1；则故障组件个数k＝nd+ns，其中，m为串联的光伏组件个数，nd和ns分别为单故障表和双故障表中元素为1的个数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于与所述光伏组件并联的旁路二极管的工作状态，计算光伏阵列区分因子，包括：当光伏阵列的开路电压Uocarray能被光伏组件的开路电压Uoc整除时，则所述旁路二极管截止，否则所述旁路二极管导通；或当所述光伏阵列的开路电压Uocarray与所述光伏组件的开路电压Uoc整除存在实际误差时，令a＝mod(Uocarray,Uoc)/Uoc，C＝(Uoc-mod(Uocarray,Uoc))/Uoc，当a小于第四预设误差ε4或c小于第四预设误差ε4时，则所述旁路二极管截止，否则所述旁路二极管导通；当所述旁路二极管截止时，第一光伏阵列区分因子rarray1的计算公式如下所示：rarray1＝Umpparray/Uocarray；当所述旁路二极管导通时，第二光伏阵列区分因子rarray2的计算公式如下所示：rarray2＝(Umpparray+0.7x’)/(Uocarray+0.7x’)；其中，x’为所述光伏阵列中旁路二极管的导通个数，Umpparray为所述光伏阵列的最大功率点电压，正常光伏组件区分因子rmodule＝Umpp/Uoc，Umpp为所述光伏组件的最大功率点电压。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述光伏阵列区分因子，确定所述光伏阵列的故障类型，包括：若abs(rarray1-rmodule)<ε5，则所述光伏阵列发生短路故障，否则发生老化故障；若abs(rarray2-rmodule)<ε6，则所述光伏阵列发生开路故障，否则发生热斑故障；rarray1为第一光伏阵列区分因子，rarray2为第二光伏阵列区分因子，ε5为第五预设误差，ε6为第六预设误差。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算光伏阵列区分因子，还包括：根据光伏阵列的U-P曲线获取光伏阵列的最大功率点电压Umpparray、所述光伏阵列的开路电压Uocarray与光伏阵列正常工作输出的功率Pmarray；并在当前光照强度与环境温度下的正常光伏组件数据库中获取光伏组件的最大功率Pm。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：输出光伏组件的故障位置、故障组件个数、单故障表和双故障表中的数据及故障类型。9.一种用于光伏阵列故障类型诊断的系统，其特征在于，包括：故障判断模块，用于基于光伏阵列中光伏组件的功率数据与预先设定的正常时所述光伏组件的功率数据，判断所述光伏阵列是否存在故障；光伏阵列区分因子模块，用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹潇，胡汝伟，郭亚娟，邱腾飞，袁晓冬，陈锦铭，赫卫国，许晓慧，姚虹春，江星星，邹云峰，陈然，叶荣波，夏俊荣，孔月萍，张祥文，汪春，刘海璇，梁硕，孔爱良，周昶，华光辉，栗峰，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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