一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏電站一般有電池組串、直流匯流箱、逆變器、升壓變壓器、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償裝置（SVG)、監(jiān)控中屯、等功能單元組成。IMW發(fā)電單元，一般配置有200-300個(gè)左右的光 伏電池板組串（簡(jiǎn)稱(chēng)組串）。而組串作為光轉(zhuǎn)電的核屯、轉(zhuǎn)換設(shè)備，目前光伏電站對(duì)組串自身 的故障的監(jiān)控手段卻非常少?，F(xiàn)有光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)組串監(jiān)控程度不足，監(jiān)控的數(shù)據(jù)種 類(lèi)少，監(jiān)控的數(shù)據(jù)量小，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性差，而且各個(gè)直流匯流箱的數(shù)據(jù)信息不同步，無(wú) 法全面把握整個(gè)電站光伏電池板組串的質(zhì)量W及后續(xù)的發(fā)展情況，因此，急需一個(gè)全面評(píng) 價(jià)發(fā)電站光伏電池板組串整體健康程度的指標(biāo)體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于通過(guò)一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法，來(lái)解決W上背景 技術(shù)部分提到的問(wèn)題。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 陽(yáng)〇化]一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法，其包括如下步驟：
[0006] S101、采集每個(gè)組串的PV(功率-電壓）特性曲線數(shù)據(jù)；
[0007] S102、計(jì)算組串離散度；
[0008] S103、計(jì)算組串離散速率；
[0009] S104、計(jì)算組串衰減率；
[0010] S105、計(jì)算組串衰減速率。
[0011] 特別地，所述步驟SlOl具體包括：
[0012] S1011、在具有組串最大功率尋優(yōu)功能的光伏電站中，數(shù)據(jù)采集裝置統(tǒng)一啟動(dòng)PV 特性曲線數(shù)據(jù)采集；
[0013] S1012、所有逆變器在光強(qiáng)穩(wěn)定的同一時(shí)刻to啟動(dòng)PV特性曲線掃描，掃描時(shí)間 t<10秒，掃描電壓范圍為（-U，+U)，掃描刻度為AU，記錄下來(lái)每個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的當(dāng)前功率Pi,; 取得每個(gè)組串的PV特性曲線數(shù)據(jù)；如果電站裝機(jī)容量為m兆瓦，每1兆瓦發(fā)電單元有n個(gè) 組串，則可W獲取mXn組數(shù)據(jù)，并且記錄下當(dāng)前環(huán)境下的組串的預(yù)測(cè)最大功率Pt;
[0014]
[0015] 其中，矩陣A表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串PV特性曲線數(shù)據(jù)集，其數(shù)據(jù)數(shù)量 為（mXnXk);其中，Pii=(PwPw…Piik),i取值范圍[l，m]，j取值范圍[l，n]，Pii表 示的是第i個(gè)發(fā)電單元的第j個(gè)組串的to時(shí)刻點(diǎn)的P(功率）曲線數(shù)組，k表示每組P曲 線的數(shù)組長(zhǎng)度；
[0016] S1013、從矩陣A中找出每個(gè)組串的最大功率點(diǎn)；
[0017]
[0018] 其中，B表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串的最大功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)集，其數(shù)據(jù)數(shù)量為 (mXn);其中，Pリ(mpp。.，)表示的是第i個(gè)發(fā)電單元的第j個(gè)組串的當(dāng)前最大功率點(diǎn)，mppt_ ij取值范圍[l，k];
[0019] S1014、取矩陣B中的最大值Pm。,和最小值Pmi。；
[0020] S1015、取Ap為允許誤差，將Pmi。和Pmgx的區(qū)間分為L(zhǎng)個(gè)等份，即：L= (Pmgx-Pmm)/ Ap,從而得到L個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間；若X取值范圍在[1，L]，則第X區(qū)間的功率范圍為（Pmm+(X-1) Ap，Pmin+(X)Ap]，每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)整數(shù)變量，得至Ij一個(gè)變量數(shù)組A=(入1,入2…入L)， 該變量數(shù)組的每個(gè)成員的初值為0 ;
[OOWS1016、遍歷矩陣B中的每個(gè)數(shù)據(jù)Pwmppt^iD，確認(rèn)該數(shù)據(jù)在上述L個(gè)區(qū)間的哪一個(gè) 區(qū)間里，若Pi,(mppt_u)在（Pmm+(X-1)Ap，Pmin+(X)Ap]區(qū)間內(nèi)，則入加1，即在第X區(qū)間內(nèi)有 入,個(gè)落入該區(qū)間的最大功率數(shù)據(jù)；遍歷所有數(shù)據(jù)后得到更新的數(shù)組A，A=(A1，^2… 入L)。
[0022] 特別地，所述步驟S102具體包括：計(jì)算組串離散度即計(jì)算步驟S1016中所述更新 的數(shù)組A的標(biāo)準(zhǔn)差S;^;
[0024] 表征的是當(dāng)前組串的發(fā)電能力的離散度指標(biāo)，S,越大，其離散度越大，一致性 越差。
[00巧]特別地，所述步驟S103具體包括：組串離散速率是相鄰兩次計(jì)算的組串離散度之 差與時(shí)間的比值；若(N+1)，(腳分別代表相鄰兩次計(jì)算的組串離散度，T為相鄰兩次 計(jì)算組串離散度的時(shí)間間隔，則組串離散速率Vs計(jì)算公式如下：
[0026] Vs=(S；^(N+1)-S；^W)/T。
[0027] 特別地，所述步驟S104中計(jì)算組串衰減率，具體包括：
[0028] S1041、計(jì)算當(dāng)前工況下整個(gè)發(fā)電站的組串最大功率的數(shù)學(xué)期望E:
[0030] S1042、計(jì)算所述發(fā)電站的組串發(fā)電能力的衰減率；該衰減率是與前次計(jì)算的數(shù)據(jù) 的比值；若前次計(jì)算的組串最大功率的數(shù)學(xué)期望為E(N),前次計(jì)算的組串最大功率理論值 為Pt(腳，本次計(jì)算的組串最大功率的數(shù)學(xué)期望為E(N+1)，本次計(jì)算的組串最大功率理論值 為Pt(N+1)，則本次計(jì)算時(shí)刻相比前一次計(jì)算時(shí)刻的組串衰減率為： 陽(yáng)的1] y = E(N+l)Pt(N)/巧㈱Pt(N+l))。
[0032] 特別地，所述步驟S105中計(jì)算組串衰減速率，具體包括：計(jì)算組串衰減速率即計(jì) 算發(fā)電站的組串發(fā)電能力的衰減速率Vu:V,=y/T，其中，T為兩次計(jì)算的時(shí)間差。
[0033] 特別地，所述步驟S1012中當(dāng)前環(huán)境包括但不限于：組件溫度、光福照度、電池板 傾角及方位角的設(shè)計(jì)值。
[0034] 本發(fā)明提出的光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)發(fā)電站光伏電池 板組串健康程度的全面監(jiān)測(cè)，監(jiān)控的數(shù)據(jù)種類(lèi)豐富，監(jiān)控的數(shù)據(jù)量大，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)具有良好的 實(shí)時(shí)性，使用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)全面的把握整個(gè)發(fā)電站光伏電池板組串的質(zhì)量W及后續(xù)的發(fā)展情 況。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法流程圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的集散式逆變器系統(tǒng)發(fā)電方案示意圖；
[0037] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的組串式逆變器系統(tǒng)發(fā)電方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。可W理解的是，此處所描述的具 體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是，為了便于描 述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。除非另有定義，本文所使用的所有 的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在 本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā) 明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"及/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0039] 請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法 流程圖。
[0040] 本實(shí)施例中光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法具體包括如下步驟： 陽(yáng)0川 S101、采集每個(gè)組串的PV(功率-電壓）特性曲線數(shù)據(jù)，具體過(guò)程如下：
[0042] S1011、在具有組串最大功率尋優(yōu)功能的光伏電站中，例如圖2所示的集散式逆變 器系統(tǒng)發(fā)電方案、圖3所示的組串式逆變器系統(tǒng)發(fā)電方案，數(shù)據(jù)采集裝置統(tǒng)一啟動(dòng)PV特性 曲線數(shù)據(jù)采集。本發(fā)明中分析的數(shù)據(jù)可W是最大功率點(diǎn)的電壓或電流信息。
[0043] S1012、所有逆變器在光強(qiáng)穩(wěn)定的同一時(shí)刻to啟動(dòng)PV特性曲線掃描，掃描時(shí)間 t<10秒，掃描電壓范圍為（-u，+u)，掃描刻度為AU,記錄下來(lái)每個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的當(dāng)前功率Pu; 取得每個(gè)組串的PV特性曲線數(shù)據(jù)；如果電站裝機(jī)容量為m兆瓦，每1兆瓦發(fā)電單元有n個(gè) 組串，則可W獲取mXn組數(shù)據(jù)，并且記錄下當(dāng)前環(huán)境下的組串的預(yù)測(cè)最大功率Pt;
[0044]
W45] 其中，矩陣A表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串PV特性曲線數(shù)據(jù)集，其數(shù)據(jù)數(shù)量 為（mXnXk);其中，Pii=(PiiOPw…Piik),i取值范圍[l，m]，j取值范圍[l，n]，Pii表 示的是第i個(gè)發(fā)電單元的第j個(gè)組串的to時(shí)刻點(diǎn)的P(功率）曲線數(shù)組，k表示每組P曲 線的數(shù)組長(zhǎng)度。需要說(shuō)明的是，所述當(dāng)前環(huán)境包括但不限于：組件溫度、光福照度、電池板傾 角及方位角的設(shè)計(jì)值。
[0046] S1013、從矩陣A中找出每個(gè)組串的最大功率點(diǎn)；
[0047]
[0048] 其中，B表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串的最大功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)集，其數(shù)據(jù)數(shù)量為 (mXn);其中，Pリ(