一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法技术

本发明专利技术提出一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，涉及涉及光伏电站设备在线监测诊断的技术领域，以由上到下对分布式光伏电站依次进行电站级

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法


[0001]本专利技术涉及光伏电站设备在线监测诊断的
，更具体地，涉及一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法。

技术介绍

[0002]分布式光伏具有装机容量小、初始投资和后期运维成本低、建设周期短、能够实现就近供电等特点。但随着分布式光伏电站数量的不断增加，其单体规模小而布局分散、站点多，管理困难，运维难度大的问题逐渐凸显。
[0003]面对数量庞杂的分布式光伏电站，如何精准地排查故障至关重要。分布式电站运维工作量大，传统的人工运维效率较低，极大地影响电站收益率，此外，人员专业能力不足、运维效率低，运维管理体系落后，还存在运维成本较高的问题；甚至，电站故障排查时间较长，导致设备空闲时间长，影响电站发电。因此，如何集中、高效运维和诊断，快速消缺，提高电站运营管理水平，提升发电收益是关键之处。
[0004]现有技术中公开了一种基于大数据分析检测光伏电站发电异常的方法，具体涉及在大量分布式光伏电站监测系统中，根据大数据分析检测光伏电站的发电情况，属于发电监测的
，首先对光伏电站进行聚类，当天发电结束后，计算每个类中所有的光伏电站单位面积日平均发电量，据此找出问题电站。聚类采用DBSCAN算法，然后对类进行合并、拆分处理，并将噪点电站归到临近的类中，每个聚类中的分布式光伏电站地理位置比较接近，受天气的影响基本一致，发电情况具有可比性，将每个电站和相似条件的电站进行比对，能够准确地找出发电情况异常的电站，但该方法能对异常发电电站进行告警，但无法下延至设备层级的异常定位，无法全面的进行光伏电站设备故障诊断，无法保证当前大规模分布式电站集群管控的安全性、高效性及主动性。

技术实现思路

[0005]为解决如何对光伏电站设备进行全面故障诊断的问题，本专利技术提出一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，提升大规模分布式电站集群管控的安全性、高效性及主动性，有效地提高了运维效率，降低人工巡检的开销，节约了电网运行的成本。
[0006]为了达到上述技术效果，本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]S1.依次进行光伏电站级、箱变级、逆变器级、直流汇流箱级及组串级故障诊断及预警；
[0009]S2.利用光伏电站设备关键数据对光伏电站设备进行越线诊断及告警上报；
[0010]S3.根据S1及S2诊断中的光伏电站设备预警及光伏电站设备上报的告警信息，进行光伏电站设备运行状态分类。
[0011]本技术方案提出从光伏电站层级依次按诊断的重要程度，下延至箱变级、逆变器级、直流汇流箱级以及组串级的设备层面的故障诊断及预警，并且进一步对光伏电站设备
进行越线诊断及告警上报，从而分析发现不在线设备、停机设备、不发电设备、不安全设备、发电不高效设备、不正常设备及正常运行设备，最后对光伏电站设备运行状态进行分类，从而关联预警、告警等信息，便于工作人员及时知晓光伏电站各设备层面的运行状态，提升大规模分布式电站集群管控的安全性、高效性及主动性，有效地提高了运维效率，降低人工巡检的开销，节约了电网运行的成本。
[0012]优选地，步骤S1所述依次进行的光伏电站级、箱变级、逆变器级、直流汇流箱级及组串级故障诊断的周期均为15分钟，步骤S1的具体过程为：
[0013]S11.判断光伏电站是否存在通讯中断，若是，不做后续分析，结束；否则，执行步骤S12；
[0014]S12.判断当前是否在日出
‑
日落的发电时间段内，若是，执行步骤S13；否则，不做后续分析，结束；
[0015]S13.判断环境监测仪数据是否达标，若是，执行步骤S14；否则，不做后续分析，结束；
[0016]S14.进入电站级故障诊断，按优先级进行通讯情况判断、电表功率判断、逆变器有功功率判断；
[0017]S15.进入箱变级故障诊断，进行箱变相线电压、电流，箱变下逆变器有功功率判断；
[0018]S16.进入逆变器级故障诊断，根据逆变器有功功率、日发电量增量、下挂组串电流，判断逆变器是否存在故障及停机；
[0019]S17.进入直流汇流箱级故障诊断，根据直流汇流箱下组串电流，判断汇流箱是否存在故障及停机；
[0020]S18.进入组串级故障诊断，根据组串容量、组串电流、组串电压，判断组串是否存在断开及低效故障。
[0021]优选地，步骤S14中电站级故障诊断的过程具体为：
[0022]S141.判断光伏电站是否已存在电站停机预警，若是，进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S142；否则，进行停机诊断分析，执行步骤S143；
[0023]S142.分别判断诊断周期内光伏电站功率最大值是否大于0.1kW、逆变器实时功率是否大于0.1kW，若是，则恢复电站停机预警；否则，保持原有电站停机预警并结束诊断分析，不进行后续设备分析；
[0024]S143.获取诊断周期内的光伏电站数据，根据光伏电站是否关联并网点电表以及电表是否存在遥信数据异常，分别判断诊断周期内光伏电站功率最大值是否大于0.1kW、逆变器实时功率是否大于0.1kW，若是，则电站停机故障诊断结束，进行箱变级故障诊断；否则，电站停机故障诊断结束，进行箱变级故障诊断。
[0025]优选地，步骤S15中箱变级故障诊断的过程为：
[0026]S151.判断箱变是否已存在箱变停机预警，若是，进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S152；否则，进行停机诊断分析，执行步骤S153；
[0027]S152.分别判断诊断周期内箱变交流电压最大值是否大于0、箱变下挂逆变器功率最大值是否大于0.1kW，若是，则恢复箱变停机预警；否则，保持原有箱变停机预警并结束诊断分析，不进行其下级设备诊断；
[0028]S153.获取诊断周期内的箱变数据，分别判断诊断周期内箱变最大相电压/线电压是否为0、相电流是否为0，若有下挂逆变器，则还需判断逆变器功率和的最大值是否小于0.1kW，若是，则触发箱变停机预警并结束诊断分析，不进行下级设备诊断；否则，箱变停机故障诊断结束，继续进行箱变下一级设备诊断分析。
[0029]优选地，步骤S16中逆变器级故障诊断的过程为：
[0030]S161.判断逆变器是否已存在逆变器停机预警，若是，则进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S162；否则，进行停机诊断分析，执行步骤S163；
[0031]S162.分别判断诊断周期内逆变器有功功率最大值是否大于0.1kW、逆变器下挂汇流箱直流电流或组串支路直流电流最大值是否大于0.1A，若是，则恢复逆变器停机预警；否则，保持原有逆变器停机预警并结束诊断分析，不进行其下级设备诊断；
[0032]S163.获取诊断周期内的逆变器数据，分别判断诊断周期内逆变器有功功率最大值是否为0、逆变器日发电量测量值是否大于0、逆变器下挂组串电流最大值是否<＝0.1A且日发电量增量是否本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1.依次进行光伏电站级、箱变级、逆变器级、直流汇流箱级及组串级故障诊断及预警；S2.利用光伏电站设备关键数据对光伏电站设备进行越线诊断及告警上报；S3.根据S1及S2诊断中的光伏电站设备预警及光伏电站设备上报的告警信息，进行光伏电站设备运行状态分类。2.根据权利要求1所述的分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，其特征在于，步骤S1所述依次进行的光伏电站级、箱变级、逆变器级、直流汇流箱级及组串级故障诊断的周期均为15分钟，步骤S1的具体过程为：S11.判断光伏电站是否存在通讯中断，若是，不做后续分析，结束；否则，执行步骤S12；S12.判断当前是否在日出
‑
日落的发电时间段内，若是，执行步骤S13；否则，不做后续分析，结束；S13.判断环境监测仪数据是否达标，若是，执行步骤S14；否则，不做后续分析，结束；S14.进入电站级故障诊断，按优先级进行通讯情况判断、电表功率判断、逆变器有功功率判断；S15.进入箱变级故障诊断，进行箱变相线电压、电流，箱变下逆变器有功功率判断；S16.进入逆变器级故障诊断，根据逆变器有功功率、日发电量增量、下挂组串电流，判断逆变器是否存在故障及停机；S17.进入直流汇流箱级故障诊断，根据直流汇流箱下组串电流，判断汇流箱是否存在故障及停机；S18.进入组串级故障诊断，根据组串容量、组串电流、组串电压，判断组串是否存在断开及低效故障。3.根据权利要求2所述的分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，其特征在于，步骤S14中电站级故障诊断的过程具体为：S141.判断光伏电站是否已存在电站停机预警，若是，进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S142；否则，进行停机诊断分析，执行步骤S143；S142.分别判断诊断周期内光伏电站功率最大值是否大于0.1kW、逆变器实时功率是否大于0.1kW，若是，则恢复电站停机预警；否则，保持原有电站停机预警并结束诊断分析，不进行后续设备分析；S143.获取诊断周期内的光伏电站数据，根据光伏电站是否关联并网点电表以及电表是否存在遥信数据异常，分别判断诊断周期内光伏电站功率最大值是否大于0.1kW、逆变器实时功率是否大于0.1kW，若是，则电站停机故障诊断结束，进行箱变级故障诊断；否则，电站停机故障诊断结束，进行箱变级故障诊断。4.根据权利要求3所述的分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，其特征在于，步骤S15中箱变级故障诊断的过程为：S151.判断箱变是否已存在箱变停机预警，若是，进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S152；否则，进行停机诊断分析，执行步骤S153；S152.分别判断诊断周期内箱变交流电压最大值是否大于0、箱变下挂逆变器功率最大值是否大于0.1kW，若是，则恢复箱变停机预警；否则，保持原有箱变停机预警并结束诊断分
析，不进行其下级设备诊断；S153.获取诊断周期内的箱变数据，分别判断诊断周期内箱变最大相电压/线电压是否为0、相电流是否为0，若有下挂逆变器，则还需判断逆变器功率和的最大值是否小于0.1kW，若是，则触发箱变停机预警并结束诊断分析，不进行下级设备诊断；否则，箱变停机故障诊断结束，继续进行箱变下一级设备诊断分析。5.根据权利要求4所述的分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，其特征在于，步骤S16中逆变器级故障诊断的过程为：S161.判断逆变器是否已存在逆变器停机预警，若是，则进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S162；否则，进行停机诊断分析，执行步骤S163；S162.分别判断诊断周期内逆变器有功功率最大值是否大于0.1kW、逆变器下挂汇流箱直流电流或组串支路直流电流最大值是否大于0.1A，若是，则恢复逆变器停机预警；否则，保持原有逆变器停机预警并结束诊断分析，不进行其下级设备诊断；S163.获取诊断周期内的逆变器数据，分别判断诊断周期内逆变器有功功率最大值是否为0、逆变器日发电量测量值是否大于0、逆变器下挂组串电流最大值是否<＝0.1A且日发电量增量是否为0，若是，则触发逆变器停机预警并结束诊断分析，不进行下级设备诊断，否则，逆变器停机故障诊断结束，继续进行逆变器下一级设备诊断分析。6.根据权利要求5所述的分布式光伏电站设备故障诊断及预警方法，其特征在于，步骤S17中直流汇流箱级故障诊断的过程为：S171.判断汇流箱是否已存在汇流箱停机预警，若是，则进行预警恢复逻辑判断，执行步骤S172；否则，则进行停机诊断分析，执行步骤S173；S172.分析诊断周期内汇流箱下最大组串支路电流是否大...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴潮辉，周其进，郭健伟，林金，容光宗，洪贺煜，李寒怡，朱卓鹏，耿晓昕，
申请(专利权)人：南方电网综合能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：