光伏发电站组件热斑的在线识别系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光伏发电站组件热斑的在线识别系统。本实用新型专利技术包括输入模块、识别模块和输出模块，所述的识别模块包括比对模块、预设值模块和旁路二极管判定模块；所述输入模块的数据分三路传输给比对模块、预设值模块和旁路二极管判定模块，预设值模块输出预设值给比对模块；所述的输出模块将转换为设定格式的光伏组件组串实时监测数据、比对模块中产生的偏差报警信号和旁路二极管判断模块中产生的导通信号输出并显示。本实用新型专利技术利用光伏发电站原有的电功率监测数据，通过组串实时电流、功率的变化特征来判断该组串中组件是否存在热斑，实现在线监测数据最大化利用，节省光伏发电站运维成本，提高运维效率。提高运维效率。提高运维效率。

【技术实现步骤摘要】
光伏发电站组件热斑的在线识别系统


[0001]本技术属于光伏发电站运维领域，具体地说是一种光伏发电站组件热斑的在线识别系统。

技术介绍

[0002]光伏发电站在运行期间出现的众多故障类型中，危害最大且发生最多的是光伏组件热斑。发生热斑效应严重的组件局部温度有可能超过150℃，其产生的热量很可能烧毁整个组件，使整个串联支路的光伏组件都无法正常工作。绝大多数非组件质量引起的热斑都可以通过早期的及时发现并处理而避免，所以热斑检测是光伏发电站的重要运维内容之一。
[0003]目前应用最多的热斑检测方法是运维人员利用红外热像仪对组件进行扫描，这种方法对于大型分散布置的光伏发电站运维难度巨大。
[0004]近几年涌现出了很多新的热斑检测技术解决这个难题。不少逆变器厂家开发了组件 I
‑
V曲线扫描功能，通过分析光伏组件I
‑
V特性曲线形状，判断是否存在热斑故障。 CN2092992117U、CN209897007U等专利提出了通过监测旁路二极管的电流、电压、电阻或者温度等信号来判断其工作状态和产生热斑效应的电池片位置；所述的专利能较为直观准确检测并定位热斑位置，但新增的装置会增加光伏发电站的建设成本，对其推广应用有较大的阻力。

技术实现思路

[0005]本技术所要解决的技术问题是降低现有光伏组件热斑的监测成本，提供一种光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其基于光伏发电站现有的在线监测数据，无需增加额外的设备，通过光伏组件组串实时电流、功率的变化特征定位光伏组件热斑。r/>[0006]为此，本技术采用如下的技术方案：光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其包括输入模块、识别模块和输出模块，所述的识别模块包括比对模块、预设值模块和旁路二极管判定模块；
[0007]所述输入模块的数据分三路传输给比对模块、预设值模块和旁路二极管判定模块，预设值模块输出预设值给比对模块；
[0008]所述的输出模块将转换为设定格式的光伏组件组串实时监测数据、比对模块中产生的偏差报警信号和旁路二极管判断模块中产生的导通信号输出并显示。
[0009]本技术基于旁路二极管“正向导通，反向截止”的工作特性，利用光伏发电站原有的电功率监测数据，通过组串实时电流和功率的变化特征来判断组串中组件是否存在热斑。
[0010]进一步地，所述的输入模块对接光伏监测系统，将辐照值和光伏组件组串的电流、功率的实时监测数据转换为设定的格式后传输给识别模块；
[0011]所述的识别模块将转换后的数据分三路分配到各子模块；第一路将辐照值和光伏
组件组串的电流传输给比对模块，并与该辐照值下的电流预设值进行比对，得到电流偏差值，输出偏差报警信号；第二路将辐照值和光伏组件组串的电流传输给预设值模块，用于各辐照值下的电流预设值选取；第三路将辐照值和光伏组件组串的电流、功率传输给旁路二极管判定模块，通过电流变化特征和功率的减少量判断旁路二极管的动作状态和数量，定位存在严重热斑的光伏组件组串。
[0012]进一步地，所述比对模块根据电流偏差值的大小输出正常、轻度、中等、严重四个等级的偏差报警信号。
[0013]进一步地，所述预设值模块中的电流预设值为试验提前获取各组串不同辐照度下的正常工作电流曲线或第二路的输入数据用计算模型得到电流预设值。
[0014]更进一步地，所述的计算模型是取组串中电流偏差小于5％的组串电流取平均值作为电流预设值。
[0015]进一步地，所述的旁路二极管判定模块，基于组件存在严重热斑时其所并联旁路二极管正向导通的特性，通过组串的电流、功率的变化特征确定旁路二极管的动作情况和位置；正常发电时，旁路二极管的工作状态为反向截止，当某块组件存在热斑时，会在旁路二极管的两端产生正向偏置的电压，热斑越严重，正向偏置电压越大；整个组串的电流、功率会下降，当正向偏置电压达到其旁路二极管的导通电压时，旁路二极管导通，电流恢复到正常值，该组串的输出功率会变为(1
‑
a/n)P
m
‑
aP
d
；
[0016]式中，a为导通二极管的数量，P
d
为导通后单个二极管消耗的功率(通过试验提前测得不同电流下的功率曲线，根据功率曲线得到对应的功率)；n为组串中旁路二极管的数量； P
m
为并联旁路二极管的电池串输出功率。
[0017]更进一步地，通过监测输入数据前、后相同辐照值下组串电流的变化情况，输出第一旁路二极管导通信号；通过引入比对模块中的电流偏差值，输出第二旁路二极管导通信号；通过监测组串的输出功率，当组串输出功率接近于(1
‑
a/n)P
m
‑
aP
d
时，输出第三旁路二极管导通信号；当三路信号同时出现时，判定旁路二极管导通，否则只出现报警信号。
[0018]本技术可基于组件存在严重热斑时其所并联旁路二极管正向导通后，该组串的电流会恢复到正常电流、输出功率会变为(1
‑
a/n)P
m
‑
aP
d
的特征来确定旁路二极管的动作情况，定位严重热斑的组串。
[0019]本技术具有的有益效果如下：
[0020]本技术通过对组串的在线电流、功率的实时数据的变化特征进行分析，判断旁路二极管的动作状态，从而定位热斑严重的组串。
[0021]本技术可通过对各个组串的电流与对应辐照下的预设值进行比较，通过偏差大小输出四种程度的报警信号，提示运维人员可能存在热斑的组串。
[0022]本技术在不增加额外现场设备的情况下在线监测各组串的热斑情况，实现在线监测数据充分利用，节省运维成本，提高运维效率。
附图说明
[0023]图1是本技术光伏发电站组件热斑的在线识别系统的示意图；
[0024]图中，1
‑
光伏组件组串；2
‑
光伏组件；3
‑
旁路二极管；4
‑
光伏监测系统；5
‑
在线识别系统；6
‑
输入模块；7
‑
识别模块；8
‑
比对模块；9
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预设值模块；10
‑
旁路二极管判定模块；11
‑ꢀ
输出模块；12
‑
预设值切换按钮；13
‑
偏差报警值设定按钮；14
‑
旁路二极管判定模块参数设定按钮；15
‑
开始/结束按钮。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例和说明书附图来对本技术进行进一步说明，但本技术的保护范围不限于下述实施例。在本技术的精神和权利要求的保护范围内，对本技术作出的任何修改和变更，都落入本技术的保护范围。
[0026]本实施例提供一种光伏发电站组件热斑的在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其特征在于，包括输入模块、识别模块和输出模块，所述的识别模块包括比对模块、预设值模块和旁路二极管判定模块；所述输入模块的数据分三路传输给比对模块、预设值模块和旁路二极管判定模块，预设值模块输出预设值给比对模块；所述的输出模块将转换为设定格式的光伏组件组串实时监测数据、比对模块中产生的偏差报警信号和旁路二极管判断模块中产生的导通信号输出并显示。2.根据权利要求1所述的光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其特征在于，所述的输入模块对接光伏监测系统，将辐照值和光伏组件组串的电流、功率的实时监测数据转换为设定的格式后传输给识别模块；所述的识别模块将转换后的数据分三路分配到各子模块；第一路将辐照值和光伏组件组串的电流传输给比对模块，并与该辐照值下的电流预设值进行比对，得到电流偏差值，输出偏差报警信号；第二路将辐照值和光伏组件组串的电流传输给预设值模块，用于各辐照值下的电流预设值选取；第三路将辐照值和光伏组件组串的电流、功率传输给旁路二极管判定模块，通过电流变化特征和功率的减少量判断旁路二极管的动作状态和数量，定位存在严重热斑的光伏组件组串。3.根据权利要求1所述的光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其特征在于，所述比对模块根据电流偏差值的大小输出正常、轻度、中等、严重四个等级的偏差报警信号。4.根据权利要求2所述的光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其特征在于，所述预设值模块中的电流预设值为试验提前获取各组串不同辐照度下的正常工作电流曲线或第二路的输入数据用计算模型得到电流预设值。5.根据权利要求4所述的光伏发电站组件热斑的在线识别系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡洁聪，朱凌云，陈思艺，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：