一種太陽(yáng)能光伏電站的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽(yáng)能光伏電站的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽(yáng)能光伏電站中的太陽(yáng)能光伏電池陣列和逆變器之間的連線繁多、線路損耗大，并且在行業(yè)中使用的太陽(yáng)能電池板種類(lèi)繁多、組件參數(shù)方面相差很大，針對(duì)不同設(shè)計(jì)方案，也會(huì)采用不同形式的逆變器，從而使得在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)項(xiàng)目的不同，太陽(yáng)能光伏陣列的排布方式多種多樣?；诠夥嚵兄懈鹘M串工作特性相差很大，因此很難單一的依據(jù)組件特性或者排布方式給太陽(yáng)能電池串(或稱為組串)的工作狀態(tài)劃定確定數(shù)值范圍，這就給太陽(yáng)能光伏陣列的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及故障診斷帶來(lái)了巨大的困難。由于組串是太陽(yáng)能光伏電池陣列的基本構(gòu)成單元，而組串是否正常工作將直接影響到光伏電站的安全及光伏電站的總發(fā)電量，因此，對(duì)每個(gè)組串的實(shí)時(shí)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)及其故障診斷就顯得尤為重要。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常用的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能光伏電站的電量信號(hào)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，具體而言，只是將電量信號(hào)的不同數(shù)據(jù)在同一窗口進(jìn)行顯示，而不會(huì)直接形成對(duì)比結(jié)果；也有部分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠根據(jù)組串中的電流變化率來(lái)對(duì)光伏電站的工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但該種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在外界出現(xiàn)干擾時(shí)，例如太陽(yáng)能電池串受到物體遮擋或者飄過(guò)的云彩遮擋等情況下，容易導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能光伏電站的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，有效提高了監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:
[0006]一方面，提供了一種太陽(yáng)能光伏電站的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，所述太陽(yáng)能光伏電站包括至少一個(gè)太陽(yáng)能光伏電池陣列，所述太陽(yáng)能光伏電池陣列包括多個(gè)太陽(yáng)能電池串和具有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的匯流箱，每個(gè)所述匯流箱的輸入端和一個(gè)太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的輸出端相連，所述方法包括:
[0007]實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)輸入端的電流值，并根據(jù)所述電流值計(jì)算電流變化率，；
[0008]實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)輸入端的日照強(qiáng)度，并根據(jù)所述日照強(qiáng)度計(jì)算日照強(qiáng)度變化率；
[0009]計(jì)算所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值；
[0010]判斷所述比值是否在預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)，如果否，則確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)異常，否則進(jìn)行下一步判斷；
[0011]判斷是否所述匯流箱的所有相鄰或相近的輸入端的電流值全部小于第一預(yù)設(shè)值，如果是，則確定與所述輸入端連接的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)正常，否則進(jìn)入下一步判斷；
[0012]判斷是否存在某輸入端的電流值小于等于第二預(yù)設(shè)值而相鄰或相近的一個(gè)或多個(gè)其它輸入端的電流值大于等于第一預(yù)設(shè)值，其中所述第一預(yù)設(shè)值大于所述第二預(yù)設(shè)值，如果是，則確定該輸入端連接的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱處于異常工作狀態(tài)，否則計(jì)算所述輸入端的電流變化率和與所述輸入端相鄰或相近的輸入端的電流變化率的比值并進(jìn)入下一步判斷；
[0013]判斷所述輸入端的電流變化率和與所述輸入端相鄰或相近的輸入端的電流變化率的比值是否大于預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)，如果是，則確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或者上一級(jí)匯流箱工作狀態(tài)異常，否則統(tǒng)計(jì)與所述輸入端相鄰或相近的輸入端中電流跟隨變化系數(shù)大于所述預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)的輸入端數(shù)量，如果所述輸入端數(shù)量小于第三預(yù)設(shè)值，則確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)異常。
[0014]優(yōu)選地，如果與所述輸入端相鄰或相近的輸入端中電流跟隨變化系數(shù)大于所述預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)的輸入端數(shù)量不小于第三預(yù)設(shè)值，則確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)正常。
[0015]優(yōu)選地，在確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)異常后，所述方法還包括:根據(jù)異常類(lèi)別發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。
[0016]優(yōu)選地，根據(jù)異常類(lèi)別發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，包括:將所述輸入端的電流值分別與零值報(bào)警門(mén)限、電流下限閾值和電流上限閾值進(jìn)行比較，所述電流下限閾值大于所述零值報(bào)警門(mén)限、且小于所述電流上限閾值；
[0017]如果所述輸入端的電流值小于所述零值報(bào)警門(mén)限，則確定所述工作狀態(tài)的異常類(lèi)別為零值報(bào)警，并發(fā)出零值報(bào)警信號(hào)；
[0018]如果所述輸入端的電流值大于所述零值報(bào)警門(mén)限、且小于所述電流下限閾值，則確定所述工作狀態(tài)的異常類(lèi)別為電流低值越限，并發(fā)出電流低值越限報(bào)警信號(hào)；
[0019]如果所述輸入端的電流值大于所述電流上限閾值，則確定所述工作狀態(tài)的異常類(lèi)別為電流高值越限，并發(fā)出電流高值越限報(bào)警信號(hào)。
[0020]優(yōu)選地，如果所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值為正數(shù)，則判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值是否小于第一預(yù)設(shè)閾值，如果是，則判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值在預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)；如果所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值為負(fù)數(shù)，則判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值是否大于第二預(yù)設(shè)閾值，如果是，則判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值在預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)；其中所述第一預(yù)設(shè)閾值為正數(shù)，所述第二預(yù)設(shè)閾值為負(fù)數(shù)。
[0021]另一方面，提供了一種太陽(yáng)能光伏電站的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能光伏電站包括至少一個(gè)太陽(yáng)能光伏電池陣列，所述太陽(yáng)能光伏電池陣列包括多個(gè)太陽(yáng)能電池串和具有多個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的匯流箱，每個(gè)所述匯流箱的輸入端和一個(gè)太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的輸出端相連，所述系統(tǒng)包括:
[0022]電流檢測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)輸入端的電流值；
[0023]第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電流值計(jì)算電流變化率；
[0024]日照強(qiáng)度檢測(cè)模塊，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)輸入端的日照強(qiáng)度；
[0025]第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述日照強(qiáng)度計(jì)算日照強(qiáng)度變化率；
[0026]第三計(jì)算模塊，用于計(jì)算所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值；
[0027]比較模塊，用于分別將所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值與預(yù)設(shè)閾值區(qū)間比較，或者將所述輸入端的電流值與第一預(yù)設(shè)值或第二預(yù)設(shè)值比較，或者將所述輸入端的電流變化率和與所述輸入端相鄰或相近的輸入端的電流變化率的比值與預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)比較，或者將與所述輸入端相鄰或相近的輸入端中電流跟隨變化系數(shù)大于所述預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)的輸入端數(shù)量與第三預(yù)設(shè)值比較，其中所述第一預(yù)設(shè)值大于所述第二預(yù)設(shè)值；
[0028]第一判斷模塊，用于判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值是否在預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)；
[0029]第二判斷模塊，用于在所述第一判斷模塊判斷結(jié)果為是時(shí)，進(jìn)一步判斷是否所有相鄰或相近的輸入端的電流值全部小于第一預(yù)設(shè)值；
[0030]第三判斷模塊，用于在所述第二判斷模塊判斷結(jié)果為否時(shí)，進(jìn)一步判斷是否存在某輸入端的電流值小于等于第二預(yù)設(shè)值同時(shí)相鄰或相近的輸入端的電流值大于等于第一預(yù)設(shè)值；
[0031]第四計(jì)算模塊，用于在所述第三判斷模塊判斷結(jié)果為否時(shí)，計(jì)算所述輸入端的電流變化率和與所述輸入端相鄰或相近的輸入端的電流變化率的比值；
[0032]第四判斷模塊，用于在所述第三判斷模塊判斷結(jié)果為否時(shí)，進(jìn)一步判斷所述輸入端的電流變化率和與所述輸入端相鄰或相近的輸入端的電流變化率的比值是否大于預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)；
[0033]統(tǒng)計(jì)模塊，統(tǒng)計(jì)與所述輸入端相鄰或相近的輸入端中電流跟隨變化系數(shù)大于預(yù)設(shè)的電流跟隨變化系數(shù)的輸入端數(shù)量；
[0034]第五判斷模塊，用于判斷所述統(tǒng)計(jì)模塊統(tǒng)計(jì)獲得的所述輸入端數(shù)量是否小于第三預(yù)設(shè)值；
[0035]確定模塊，用于根據(jù)所述第一判斷模塊、所述第二判斷模塊、所述第三判斷模塊和所述第四判斷模塊、所述第五判斷模塊的判斷結(jié)果確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)是否異常。
[0036]優(yōu)選地，上述系統(tǒng)還包括分類(lèi)報(bào)警模塊，用于在確定與所述輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)異常后，根據(jù)所述異常類(lèi)別發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。
[0037]優(yōu)選地，所述分類(lèi)報(bào)警模塊包括:
[0038]比較單元，用于將所述輸入端的電流值分別與零值報(bào)警門(mén)限、電流下限閾值和電流上限閾值進(jìn)行比較，所述電流下限閾值大于所述零值報(bào)警門(mén)限、且小于所述電流上限閾值；
[0039]分類(lèi)報(bào)警單元，用于在所述輸入端的電流值小于所述零值報(bào)警門(mén)限時(shí)，確定所述工作狀態(tài)的異常類(lèi)別為零值報(bào)警，并發(fā)出零值報(bào)警信號(hào)；在所述輸入端的電流值大于所述零值報(bào)警門(mén)限、且小于所述電流下限閾值時(shí)，確定所述工作狀態(tài)的異常類(lèi)別為電流低值越限，并發(fā)出電流低值越限報(bào)警信號(hào)；在所述輸入端的電流值大于所述電流上限閾值時(shí)，確定所述工作狀態(tài)的異常類(lèi)別為電流高值越限，并發(fā)出電流高值越限報(bào)警信號(hào)。
[0040]優(yōu)選地，所述第一判斷模塊包括:
[0041]第一判斷單元，用于判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值是否為正數(shù)；
[0042]第二判斷單元，用于在所述第一判斷單元判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值為正數(shù)后，判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值是否小于第一預(yù)設(shè)閾值，如果是，則判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值在預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)；
[0043]所述第二判斷單元，還用于在所述第一判斷單元判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值不為正數(shù)后，判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值是否大于第二預(yù)設(shè)閾值，如果是，則判斷所述電流變化率與所述日照強(qiáng)度變化率的比值在預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)；所述第一預(yù)設(shè)閾值為正數(shù)，所述第二預(yù)設(shè)閾值為負(fù)數(shù)。
[0044]本發(fā)明實(shí)施例提供的太陽(yáng)能光伏電站的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法及系統(tǒng)，首先根據(jù)電流變化率與日照強(qiáng)度變化率的比值確定與該輸入端相連的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的工作狀態(tài)，如果電流變化率與日照強(qiáng)度變化率的比值超過(guò)預(yù)設(shè)閾值區(qū)間，則證明輸入端所連接的太陽(yáng)能電池串或上一級(jí)匯流箱的發(fā)電水平并未與環(huán)境條件同步變化，而非環(huán)境因素導(dǎo)致的電流變化必然為太陽(yáng)能電池串或者上一級(jí)匯流箱本身的短路或者斷路造成，因而檢測(cè)出了斷路或者短路等異常工作狀態(tài)；而在輸入端的電流與日照強(qiáng)度同步變化的條件下，如果所有相鄰或相近的輸入端的電流值全部小于第一預(yù)設(shè)值時(shí)識(shí)別為陰影遮擋，仍然判斷工作狀態(tài)正常，而如果某輸入端的電流值處于一個(gè)低水平同時(shí)相鄰或相近的輸入端的電流值超過(guò)一個(gè)高水平時(shí)，雖然這些輸入端的電流均與日照強(qiáng)度發(fā)生同步變化，但由于發(fā)電水平差距過(guò)大，而確定處于較低水平的輸入端連接的太陽(yáng)能電