一种光伏组件隐裂故障的诊断方法技术

本发明专利技术提供一种光伏组件隐裂故障的诊断方法，包括：获取光伏组件I

【技术实现步骤摘要】
一种光伏组件隐裂故障的诊断方法

:
[0001]本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及一种光伏组件隐裂故障的诊断方法。

技术介绍
:
[0002]随着光伏产业的发展，光伏组件的发电效率及其稳定可靠性日益受到重视。其中，隐裂是近些年在光伏电站运行时发现的，晶硅组件由于其晶体结构容易发生破裂，加之晶硅电池片趋向薄化，降低了组件抗机械破坏的能力，因而更易产生隐裂。隐裂会降低组件的效率、可靠性和使用寿命，乃至影响光伏系统的稳定性。因此，对于隐裂故障的准确诊断具有重要的现实意义。
[0003]由于光伏组件的隐裂很难直接通过肉眼观察到，因此现有对于隐裂故障检测方法主要基于红外热成像检测，有电致发光EL测试、超声波共振RUV等，然而这类诊断方法依赖于精密光学仪器，且需要在实验室内检测，检测过程复杂且成本较高。而基于输出特性曲线和参数计算的故障诊断方法简单，输出特性曲线可表征组件输出性能的变化，特征参数基于太阳电池单二极管等效电路模型可以表征电池内部性能变化；为实现故障诊断，结合输出特性曲线和模型特征参数，确定故障状态评估特征量，可实现光伏组件异常状态诊断和故障程度评估，确保光伏电站安全、稳定发电。

技术实现思路
：
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种光伏组件隐裂故障的诊断方法，解决现有技术中隐裂故障的诊断需要复杂仪器和成本偏高的技术问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提出一种光伏组件隐裂故障的诊断方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：采集待诊断光伏组件的输出特性曲线数据，读取当前气象条件下的最大功率点(V
m
，I
m
)；并根据光伏组件铭牌得到STC标准测试条件下短路电流I
scref
，结合气象仪测得的辐照度G、温度T计算得到当前气象条件下的短路电流I
sc
；
[0007]步骤二：由当前气象条件下最大功率点电流I
m
与短路电流I
sc
计算电流下降比例η
I
，并与异常判断阈值P
I
比较，在η
I
>P
I
的情况下则说明电流输出存在异常，转入步骤三；
[0008]步骤三：对于待诊断的异常光伏组件数据，进一步判断输出曲线是否存在多峰状态，当曲线为单峰转到步骤四，否则为多峰转到步骤五；
[0009]步骤四：单峰曲线状态下，通过输出电流、输出电压计算等效电路模型参数，获得当前气象条件下的并联电阻R
sh
、串联电阻R
s
以及光生电流I
ph
；并转到步骤六；
[0010]步骤五：多峰曲线状态下的特征识别根据次峰参数，通过输出电流、输出电压计算等效电路模型参数，获得当前气象条件下次峰的并联电阻R
sh2
、串联电阻R
s2
以及光生电流I
ph2
；
[0011]步骤六：构建二分类隐裂故障诊断模型，根据输出结果判断是否存在隐裂故障，若存在则需转到步骤七继续评估故障程度；
[0012]步骤七：通过各个特征参数对隐裂故障程度的影响关系，建立综合特征变量值计
算式，通过隐裂故障光伏组件参数样本对影响权重进行选取，从而得到待判断隐裂故障的综合特征变量值；
[0013]可选地：步骤二中，所述阈值P
I
的取值，是通过正常组件在同等气象条件下输出最大功率点电流和短路电流点计算，并以允许误差修正得到；
[0014]可选地：步骤六中所构造的二分类隐裂故障诊断模型，单峰曲线状态下计算特征量R
sh
的变化率η1、R
s
的变化率η2、I
ph
的变化率η3；多峰曲线状态下计算R
sh2
的变化率η1、R
s2
的变化率η2、I
ph2
的变化率η3；
[0015]若η1>0、η2<0、η3>0且|η2/η1|>1，则认为符合隐裂故障的参数变化特征，从而判定待诊断光伏组件存在隐裂故障；
[0016]可选地：步骤七中，通过各个特征参数对隐裂故障程度的影响关系，建立综合特征变量计算得到的隐裂故障程度值：
[0017]V
δ
＝δ1f(x1)+δ2f(x2)+δ3f(x3)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0018]式中，δ1～δ3为各个特征参数的影响权重，通过不同程度的隐裂故障参数样本对影响权重进行选取得到；f(x1)～f(x3)为各个参数的影响函数，是待评估光伏组件的各个参数归一化得到，从而计算得到隐裂故障程度值。
[0019]与现有技术相比，本专利技术所达到的效果是：通过太阳电池单二极管等效电路模型内部参数变化，实现了隐裂故障诊断和评估；诊断评估过程不需要借助复杂的光学仪器设备，成本较低推广度高；该诊断方法只需要基于光伏组件铭牌数据和当前状态气象数据，并通过实验获取光伏组件输出特性曲线数据，诊断过程简单快速，可实现隐裂故障的高效诊断和良好的评估效果，对于现场运维工作可节约光伏运维成本，确保光伏电站安全、稳定地发电。
附图说明：
[0020]图1本说明书一示例性实施例所述的一种光伏组件隐裂故障的诊断方法的流程图；
[0021]图2本说明书一示例性实施例所述的计算单峰曲线参数所需采样点示意图；
[0022]图3本说明书一示例性实施例所述的计算多峰曲线参数所需采样点示意图；
[0023]图4本说明书一示例性实施例所述的二分类隐裂故障诊断模型示意图。
具体实施方式：
[0024]本专利技术提供了一种光伏组件隐裂故障的诊断方法，为使本专利技术目的、技术方案及效果更加明晰，通过以下实例对方案进行进一步说明。本专利技术描述的具体实例仅用于解释本专利技术，不用于限定本专利技术。
[0025]下面结合附图对本专利技术作进一步描述，如图1所示是本说明书一示例性实施例所述的一种光伏组件隐裂故障的诊断方法的流程图，包括以下步骤：
[0026]步骤一：采集待诊断光伏组件的输出特性曲线数据，读取当前气象条件下的最大功率点(V
m
，I
m
)；并根据光伏组件铭牌得到STC标准测试条件下短路电流I
scref
，结合气象仪测得的辐照度G、温度T计算得到当前气象条件下的短路电流I
sc
，计算如下：
[0027][0028]上式中，G
ref
和T
ref
分别为STC标准测试条件下的辐照量1000W/m2、温度25℃，α为I
sc
的温度系数。
[0029]步骤二：由当前气象条件下最大功率点电流I
m
与短路电流I
sc
计算电流下降比例η
I
，计算公式如下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件隐裂故障的诊断方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一：采集待诊断光伏组件的输出特性曲线数据，读取当前气象条件下的最大功率点(V
m
，I
m
)；并根据光伏组件铭牌得到STC标准测试条件下短路电流I
scref
，结合气象仪测得的辐照度G、温度T计算得到当前气象条件下的短路电流I
sc
；步骤二：由当前气象条件下最大功率点电流I
m
与短路电流I
sc
计算电流下降比例η
I
，并与异常判断阈值P
I
比较，在η
I
>P
I
的情况下则说明电流输出存在异常，转入步骤三，否则退出；步骤三：对于所述待诊断的异常光伏组件数据，进一步判断输出曲线是否存在多峰状态，当曲线为单峰转到步骤四，否则为多峰转到步骤五；步骤四：单峰曲线状态下，通过输出电流、输出电压计算等效电路模型参数，获得当前气象条件下的并联电阻R
sh
、串联电阻R
s
以及光生电流I
ph
；并转到步骤六；步骤五：多峰曲线状态下的特征识别根据次峰参数，通过输出电流、输出电压计算等效电路模型参数，获得当前气象条件下次峰的并联电阻R
sh2
、串联电阻R
s2
以及光生电流I
ph2
；步骤六：构建二分类隐裂故障诊断模型，根据输出结果判断是否存在隐裂故障，若存在则需转到步...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫东，茅宏杰，高剑，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：