用于对光伏组串进行故障诊断的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法和装置，属于光伏电站故障诊断领域。该方法包括：获取光伏组串的运行参数的历史运行数据及环境参数的历史环境数据；以历史环境数据为统计条件对历史运行数据进行概率统计，建立运行参数对应的概率分布模型；对概率分布模型进行置信区间计算，确定环境参数的不同数值与运行参数的阈值范围的对应关系；基于对应关系及环境参数的实时环境数据，确定实时环境数据对应运行参数的阈值范围；以及基于所确定的阈值范围和运行参数的实时运行数据，对光伏组串进行故障诊断。藉此，实现了在进行故障诊断时考虑到外界环境因素对光伏组串运行参数的影响而出现的波动性和不确定性。

【技术实现步骤摘要】
用于对光伏组串进行故障诊断的方法和装置
本专利技术涉及光伏电站故障诊断领域，具体地涉及一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法和装置。
技术介绍
近年来光伏产业发展迅速，光伏电站装机容量不断增长。光伏电站的组件数量庞大，在恶劣的室外条件运行时经常会出现故障组件，同时因为光伏电站中光伏组件的串并联结构使得一个组件的故障会引起整个阵列的效率下降甚至停止工作，出现的故障如果不能及时的排除将会对光伏电站安全造成严重影响。因此光伏电站的故障诊断问题对光伏电站的安全稳定运行至关重要。目前，光伏电站故障诊断的研究主要有基于传感器、基于参考模型和基于智能算法几类，但是上述三类方法没有充分考虑到光伏组串出力会受到外界因素以及组件自身的因素影响而出现的波动性和不确定性，不能解决光伏出力不确定性问题，不能表现出光伏组串在不同环境条件下的全辐照度区间的过程变化，同时还存在安装复杂、成本高、建模困难、故障样本提取困难等问题，在实际的工程应用中受到了约束。另外，在实际工程中由于光伏各支路之间的性能不一致，辐照度波动等多种因素带来了光伏阵列出力的不确定性，出力的随机波动性及不确定性限制了故障诊断方法的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法和装置，其可解决或至少部分解决上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的一个方面提供一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法，该方法包括：获取所述光伏组串的运行参数的历史运行数据及环境参数的历史环境数据；以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计，建立所述运行参数对应的概率分布模型；对所述概率分布模型进行置信区间计算，确定所述环境参数的不同数值与所述运行参数的阈值范围的对应关系；基于所述对应关系及所述环境参数的实时环境数据，确定所述实时环境数据对应所述运行参数的阈值范围；以及基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据，对所述光伏组串进行故障诊断。可选地，所述以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计包括：以滚动时间窗的方法以所述环境参数的预设数据间隔及预设滚动频率进行滚动统计。可选地，所述建立所述运行参数对应的概率分布模型包括基于非参数估计建立所述概率分布模型。可选地，所述运行参数包括电流和电压，所述环境参数包括辐照度。可选地，所述基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据对所述光伏组串进行故障诊断包括：若所述电流的实时数据在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串工作正常；若所述电流的实时数据不在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据不在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生阴影遮挡故障；若所述电流的实时数据在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据不在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生短路故障；以及若所述电流的实时数据不在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生开路故障。相应地，本专利技术的另一方面提供一种用于对光伏组串进行故障诊断的装置，该装置包括：数据获取模块，用于获取所述光伏组串的运行参数的历史运行数据及环境参数的历史环境数据；概率分布模型建立模块，用于以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计，建立所述运行参数对应的概率分布模型；对应关系确定模块，用于对所述概率分布模型进行置信区间计算，确定所述环境参数的不同数值与所述运行参数的阈值范围的对应关系；阈值范围确定模块，用于基于所述对应关系及所述环境参数的实时环境数据，确定所述实时环境数据对应所述运行参数的阈值范围；以及故障诊断模块，用于基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据，对所述光伏组串进行故障诊断。可选地，所述概率分布模型建立模块以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计包括：以滚动时间窗的方法以所述环境参数的预设数据间隔及预设滚动频率进行滚动统计。可选地，所述概率分布模型建立模块建立所述运行参数对应的概率分布模型包括基于非参数估计建立所述概率分布模型。可选地，所述运行参数包括电流和电压，所述环境参数包括辐照度。可选地，所述故障诊断模块基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据对所述光伏组串进行故障诊断包括：若所述电流的实时数据在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串工作正常；若所述电流的实时数据不在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据不在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生阴影遮挡故障；若所述电流的实时数据在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据不在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生短路故障；以及若所述电流的实时数据不在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生开路故障。此外，本专利技术的另一方面还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的方法。通过上述技术方案，以历史环境数据为统计条件对历史运行数据进行概率统计，建立运行参数的概率分布模型，以概率分布模型为基础对光伏组串进行故障诊断，概率分布模型可以体现出环境参数对光伏组串运行参数的影响而出现的波动性和不确定性，如此，在进行故障诊断时考虑到了外界环境因素对光伏组串运行参数的影响而出现的波动性和不确定性，也就是考虑到了光伏组串出力受到外界因素影响而出现的波动性和不确定性。此外，上述技术方案不需要大规模设备的安装，不需要对光伏组串组件本身进行复杂的建模，降低了在实际工程应用中的约束度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术实施例，但并不构成对本专利技术实施例的限制。在附图中：图1是本专利技术一实施例提供的用于对光伏组串进行故障诊断的方法的流程图；图2是本专利技术另一实施例提供的用于对光伏组串进行故障诊断的方法的流程图；图3是本专利技术另一实施例提供的光伏组串电流和电压随时间的分布图；图4是本专利技术另一实施例提供的典型辐照度区间的故障指标分布情况；图5是本专利技术另一实施例提供的组串电流和电压不同辐照度下的阈值分布；图6是本专利技术另一实施例提供的故障诊断结果图；以及图7是本专利技术另一实施例提供的用于对光伏组串进行故障诊断的装置的结构框图。附图标记说明1数据获取模块2概率分布模型建立模块3对应关系确定模块4阈值范围确定模块5故障诊断模块具体实施方式以下结合附图对本专利技术实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术实施例，并不用于限制本专利技术实施例。本专利技术实施例的一个方面提供一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法。图1是本专利技术一实施例提供的用于对光伏组串进行故障诊断的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法，其特征在于，该方法包括：/n获取所述光伏组串的运行参数的历史运行数据及环境参数的历史环境数据；/n以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计，建立所述运行参数对应的概率分布模型；/n对所述概率分布模型进行置信区间计算，确定所述环境参数的不同数值与所述运行参数的阈值范围的对应关系；/n基于所述对应关系及所述环境参数的实时环境数据，确定所述实时环境数据对应所述运行参数的阈值范围；以及/n基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据，对所述光伏组串进行故障诊断。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于对光伏组串进行故障诊断的方法，其特征在于，该方法包括：
获取所述光伏组串的运行参数的历史运行数据及环境参数的历史环境数据；
以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计，建立所述运行参数对应的概率分布模型；
对所述概率分布模型进行置信区间计算，确定所述环境参数的不同数值与所述运行参数的阈值范围的对应关系；
基于所述对应关系及所述环境参数的实时环境数据，确定所述实时环境数据对应所述运行参数的阈值范围；以及
基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据，对所述光伏组串进行故障诊断。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述历史环境数据为统计条件对所述历史运行数据进行概率统计包括：
以滚动时间窗的方法以所述环境参数的预设数据间隔及预设滚动频率进行滚动统计。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立所述运行参数对应的概率分布模型包括基于非参数估计建立所述概率分布模型。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述运行参数包括电流和电压，所述环境参数包括辐照度。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所确定的阈值范围和所述运行参数的实时运行数据对所述光伏组串进行故障诊断包括：
若所述电流的实时数据在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串工作正常；
若所述电流的实时数据不在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据不在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生阴影遮挡故障；
若所述电流的实时数据在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据不在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生短路故障；以及
若所述电流的实时数据不在所述电流的阈值范围内且所述电压的实时数据在所述电压的阈值范围内，则所述光伏组串发生开路故障。


6.一种用于对光伏组串进行故障诊断的装置，其特征在于，该装置包括：
数据获取模块，用于获取所述光伏组串的运行参数的历史运行数据及环境...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文森，李庚达，梁凌，段震清，李雄威，朱润泽，郭晓雅，朱红路，王海政，孙建民，
申请(专利权)人：国电新能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11