光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法 及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著全球氣候問題日益嚴(yán)重、能源供需矛盾不斷加劇，世界各國從可持續(xù)發(fā) 展和保障能源供給安全的角度，調(diào)整能源政策，將新能源發(fā)展納入國家發(fā)展戰(zhàn)略。太陽能因 資源豐富、永不枯竭、清潔安全成為可再生能源發(fā)電方式。當(dāng)前，大規(guī)模和分布式并網(wǎng)光伏 電站已被廣泛應(yīng)用。
[0003] 然而，在并網(wǎng)光伏電站運行后，電纜（輸電線路）、升壓變壓器等影響電站運行的 站內(nèi)輸變電系統(tǒng)基本平穩(wěn)后，光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性和發(fā)電性能問題逐漸顯露。國際能 源署（IEA)在1993年啟動了并網(wǎng)光伏電站性能和可靠性分析的研究項目（Photovoltaic Power System Program Task-2),旨在根據(jù)全球范圍內(nèi)光伏電站運行信息數(shù)據(jù)庫，研究光 伏電站性能和發(fā)電設(shè)備可靠性發(fā)展趨勢及其影響因素、成本收益周期，并形成了 IEC 61724 國際標(biāo)準(zhǔn)。然而IEC61724國際標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于電站性能的指標(biāo)及其數(shù)據(jù)源定義，但并未考慮到 光伏發(fā)電系統(tǒng)的可靠性，因此，當(dāng)前缺少對光伏發(fā)電系統(tǒng)工作健康狀態(tài)的檢測的方式，致使 對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備的維護檢修會耗費大量人力和時間，對發(fā)電設(shè)備的故障難以 預(yù)先判斷，因此難以避免發(fā)電設(shè)備發(fā)生停機故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實施例提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法及裝置，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中缺少對光伏發(fā)電系統(tǒng)工作健康狀態(tài)的檢測的方式，對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備的維 護檢修會耗費大量人力和時間，對發(fā)電設(shè)備的故障難以預(yù)先判斷，因此難以避免發(fā)電設(shè)備 發(fā)生停機故障的問題。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，包括：
[0007] 獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)實際輸出的有功功率值和光伏發(fā)電系統(tǒng)理論功率值；
[0008] 根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)實際輸出的有功功率值和光伏發(fā)電系統(tǒng)理論功率值所述確定 一光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)；
[0009] 獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)在一預(yù)設(shè)時間內(nèi)的發(fā)電量、光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏組件標(biāo)稱功率 和、標(biāo)準(zhǔn)測試條件的輻照強度以及光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏組件在所述預(yù)設(shè)時間內(nèi)接收的傾斜面 平均有效輻射量；
[0010] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)時間內(nèi)的發(fā)電量、光伏組件標(biāo)稱功率和、標(biāo)準(zhǔn)測試條件的輻照強度 以及傾斜面平均有效輻射量，確定光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率值；
[0011] 獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)在所述預(yù)設(shè)時間內(nèi)的非光伏發(fā)電設(shè)備故障停機時間、光伏發(fā)電 設(shè)備故障停機時間以及光伏發(fā)電設(shè)備故障修復(fù)時間；
[0012] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)時間、非光伏發(fā)電設(shè)備故障停機時間、光伏發(fā)電設(shè)備故障停機時間 以及光伏發(fā)電設(shè)備故障修復(fù)時間確定一光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率；
[0013] 根據(jù)所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率、光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)和所述光伏 發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率值確定光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)；
[0014] 根據(jù)所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)確定所述光伏發(fā)電系統(tǒng)是否滿足一檢修維護 條件。
[0015] 具體的，所述根據(jù)所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率、光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指 標(biāo)和所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率值確定光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，包括：
[0016] 將所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)與一預(yù)先設(shè)置的發(fā)電性能閾值數(shù)據(jù)進行比 較，確定所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)是否小于一預(yù)先設(shè)置的第一閾值；
[0017] 將所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率值與一預(yù)先設(shè)置的發(fā)電效率閾值數(shù)據(jù)進行比較， 確定所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率值是否小于一預(yù)先設(shè)置的第二閾值；
[0018] 將光伏發(fā)電系統(tǒng)中的所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率與一預(yù)先設(shè)置的可利用率 閾值數(shù)據(jù)進行比較，確定所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率是否小于一預(yù)先設(shè)置的第三閾 值；
[0019] 若所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)小于所述第一閾值，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā) 電效率值小于所述第二閾值，或者所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率小于所述第三閾值，確 定所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)為滿足檢修維護條件狀態(tài)。
[0020] 具體的，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)時間、非光伏發(fā)電設(shè)備故障停機時間、光伏發(fā)電設(shè)備故 障停機時間以及光伏發(fā)電設(shè)備故障修復(fù)時間確定一光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率，包括：
[0021] 通過如下公式確定所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率：
[0023] 其中，PVaS所述光伏發(fā)電設(shè)備實際可利用率；T為所述預(yù)設(shè)時間；為所述光伏發(fā) 電設(shè)備故障停機時間；T N為所述非光伏發(fā)電設(shè)備故障停機時間；T"paly為所述光伏發(fā)電設(shè) 備故障修復(fù)時間。
[0024] 具體的，所述根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)實際輸出的有功功率值和光伏發(fā)電系統(tǒng)理論功率 值所述確定一光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)，包括：
[0025] 通過如下公式確定所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)：
[0027] 其中，Gg為所述光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電性能指標(biāo)；P 為所述光伏發(fā)電系統(tǒng)實際輸 出的有功功率值；P(；Pil為所述光伏發(fā)電系統(tǒng)理論功率值；N為有效數(shù)據(jù)點個數(shù)。
[0028] 此外，所述獲取光伏發(fā)電系統(tǒng)實際輸出的有功功率值和光伏發(fā)電系統(tǒng)理論功率 值，包括：
[0029] 獲取所述光伏發(fā)電系統(tǒng)理論功率值
[0030] PGp=U，mXI'^XK
[0031] 其中，U' "為實測最大功率點跟蹤電壓；I' "為實測最大功率點跟蹤電流，K為光伏 發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)的光伏組件的數(shù)量。
[0032] 另外，光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0033] 獲取所述實測最大功率點跟蹤電壓U'
[0034] U，n= UnX (1-cX AT) Xln(e+bX AS)
[0035] 其中，比為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最大功率點跟蹤電壓；c為光伏組件開路電壓溫度系 數(shù)；AT為當(dāng)前環(huán)境與標(biāo)準(zhǔn)測試條件下光伏組件溫度的差；e為自然對數(shù)；b為光伏組件峰 值功率溫度系數(shù)；A S當(dāng)前環(huán)境為與標(biāo)準(zhǔn)測試條件下輻照度的差。
[0036] 此外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0037] 獲取所述實測最大功率點跟蹤電流I'
[0039] 其中，1"為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的最大功率點跟蹤電流；S為傾斜面上太陽總輻照度； SREF為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的輻照度；a為光伏組件短路電流溫度系數(shù)。
[0040] 另外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0041] 獲取所述當(dāng)前環(huán)境為與標(biāo)準(zhǔn)測試條件下輻照度的差A(yù) S :
[0043] 進一步的，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0044] 獲取所述當(dāng)前環(huán)境與標(biāo)準(zhǔn)測試條件下光伏組件溫度的差A(yù) T :
[0045] A T = T-Tref
[0046] 其中，T為光伏組件表面溫度；TREF為標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的溫度。
[0047] 進一步的，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0048] 獲取所述傾斜面上太陽總輻照度S :
[0050] 其中，HB為水平面上太陽直接輻照度；RB為傾斜面上的直接輻射分量與水平面上 直接輻射分量的比值；H d為水平面上散射輻照度邛為光伏陣列傾角；P為地面反射率；H 為水平面上總輻照度。
[0051] 此外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0052] 獲取所述傾斜面上的直接輻射分量與水平面上直接輻射分量的比值Rb:
[0054] 其中，巾為當(dāng)?shù)責(zé)樁?；S為太陽赤煒；《ST為傾斜面上日落時角s為水平面上 日落時角。
[0055] 另外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0056] 獲取水平面上散射輻照度Hd:
[0057] Hd= H-Hb〇
[0058] 另外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0059] 獲取所述水平面上太陽直接輻照度Hb:
[0060] HB= EX sin a = EX cosz
[0061] 其中，E為法向太陽直接輻照度；a為太陽高度角；z為天頂距，z = 90-a。
[0062] 此外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0063] 獲取所述傾斜面上日落時角wST:
[0064] ?ST= min { ? s，cos 1 [tan (<}> - 0 ) X tan 5 ]} 0
[0065] 此外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工作狀態(tài)的檢測方法，還包括：
[0066] 獲取所述水平面上日落時角ws:
[0067] co s= cos 1 (-tan <}) X tan 8 ) 〇
[0068] 此外，該光伏發(fā)電系統(tǒng)工