CN107508549A - 一种组串的pid衰减的检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种组串的PID衰减的检测方法，包括：逆变器在一辐照条件下启动子阵级的IV扫描，并收集子阵中每一组串的开路电压和太阳能电池组件的组件温度；对于每一组串，利用组件开压温度系数和实测的组件温度校准实际测得的组串的开路电压以得到校准开路电压；根据二极管模型计算该辐照条件下无PID衰减的组串的理论开路电压；计算每一组串的校准开路电压与理论开路电压的比值；将子阵中的每一组串的该比值均与一第一阈值比较，得到比值小于该第一阈值的组串的数量，若该数量大于一第二阈值，则该子阵存在PID衰减。本发明的检测方法误判性低、操作容易、计算简便且具有较高准确性。

Description

一种组串的PID衰减的检测方法
技术领域
本发明涉及一种PID衰减的检测方法，特别是涉及一种光伏电站的组串的PID衰减的检测方法。
背景技术
PID衰减(Potential Induced Degradation，电位诱发衰减)是组件在高温高湿环境中常见的衰减类型，对电站发电量影响非常大，但目前的诊断技术存在如下问题：1、目前的诊断技术主要是针对组件诊断，无法很好的应用到组串诊断上；目前的诊断手段主要是依靠EL测试(电致发光测试)或组串IV曲线(电流电压曲线)；2、但EL测试存在测试复杂的问题，而组串IV测试主要依靠判断组串填充因子FF异常偏低低，但其它很多因素都会影响组串FF，很容易误判；3、通过拟合得到组串Rsh(并联电阻)的方法，但Rsh需要通过拟合曲线计算量大，且组串Rsh属于二次参数，指标敏感性较差，很容易漏判。因此，一种能够简单直接判断子阵大量存在PID问题的方案对提高电站运维效率很重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中判断光伏电站的组串PID衰减时诊断手段主要针对组件难以针对组串、且主要依靠EL测试但EL测试复杂以及容易误判的缺陷，提供一种误判性低、操作容易、计算简便且具有较高准确性的组串的PID衰减的检测方法。
经过研究，发现组串低辐照下组串的开路电压对组串实际并联电阻非常敏感，当组串发生PID衰减时，其低辐照(100W/m2)条件下的开路电压Voc相对于高辐照(200W/m2以上)下的组串Voc变化剧烈很多，因此可以利用组串的这一特性将组串视为是一个传感器，利用组串逆变器在低辐照下对组串进行IV扫描，并统计Voc，通过该Voc值来判断子阵是否存在普遍的PID衰减。由此，本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
一种组串的PID衰减的检测方法，该组串为太阳能电池组件串并联得到的结构，其特点在于，包括以下步骤：
S1：逆变器在一辐照条件下启动子阵级的IV扫描，并收集子阵中每一组串的开路电压和太阳能电池组件的组件温度，其中子阵包括多个组串串联的方阵；
S2：对于每一组串，利用组件开压温度系数和实测的组件温度校准实际测得的组串的开路电压以得到校准开路电压；
S3：对于每一组串，根据二极管模型计算该辐照条件下无PID衰减的组串的理论开路电压；
S4：计算每一组串的校准开路电压与理论开路电压的比值；
S5：将子阵中的每一组串的该比值均与一第一阈值比较，得到比值小于该第一阈值的组串的数量，若该数量大于一第二阈值，则该子阵存在PID衰减。
优选地，步骤S2中，通过以下公式得到校准开路电压：
其中为校准开路电压，为测试所得的组串开路电压，T为实测的组件温度，α为组件开压温度系数(指组件开压随温度变化而变化的系数)。
优选地，步骤S3中，通过以下公式得到理论开路电压：
其中n为组件理想因子，k为玻尔兹曼常数(1.38E-23J/K)，q为电荷常数(1.6E-19C)，IL为组件光生电流，I0为组件二极管饱和电流。
优选地，这里所述的实测的组件温度，一般指在组件背面安放热电偶测试组件实时温度，一般在测试样本群内随机抽样组件进行监控。
优选地，子阵的辐照强度为100W/m2以下。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
1、当前技术可以很方便的应用于组串的PID衰减测试，避免了传统测试方法需要测试单块组件的繁琐，利用逆变器收集组串的开路电压即可方便实施PID衰减监控。
2、避免了传统看组串IV填充因子指向性不好的问题，提高了检测的准确性。
3、避免了传统通过拟合得到组串Rsh方法的计算量大的问题，可以很方便的实施计算，且指标敏感性优于计算出来的二次参数，对组串PID衰减问题的检测性能更佳。
附图说明
图1为本发明实施例1的检测流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1
参考图1，本实施例通过以下方式来判断是否存在PID衰减：
S1：逆变器在一辐照条件下启动子阵级的IV扫描，并收集子阵中每一组串的开路电压和太阳能电池组件的组件温度，其中子阵包括多个组串串联的方阵，子阵的辐照强度为100W/m2以下；
S2：对于每一组串，利用组件开压温度系数和实测的组件温度校准实际测得的组串的开路电压以得到校准开路电压；
S3：对于每一组串，根据二极管模型计算该辐照条件下无PID衰减的组串的理论开路电压；
S4：计算每一组串的校准开路电压与理论开路电压的比值；
S5：将子阵中的每一组串的该比值均与一第一阈值比较，得到比值小于该第一阈值的组串的数量，若该数量大于一第二阈值，则该子阵存在PID衰减。
其中，步骤S2中，通过以下公式得到校准开路电压：
其中为校准开路电压，为测试所得的组串开路电压，T为实测的组件温度，α为组件开压温度系数。
其中，步骤S3中，通过以下公式得到理论开路电压：
其中n为组件理想因子，k为玻尔兹曼常数，q为电荷常数，IL为组件光生电流，I0为组件二极管饱和电流。
其中，实测的组件温度为在组件背面安放热电偶测试组件实时温度。
经过研究，发现组串低辐照下组串的开路电压对组串实际并联电阻非常敏感，当组串发生PID衰减时，其低辐照条件下的开路电压Voc相对于高辐照下的组串Voc变化剧烈很多，因此可以利用组串的这一特性将组串视为是一个传感器，利用组串逆变器在低辐照下对组串进行IV扫描，并统计Voc，通过该Voc值来判断子阵是否存在普遍的PID衰减，避免了传统测试方法需要测试单块组件的繁琐，利用逆变器收集组串的开路电压即可方便实施PID衰减监控。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种组串的PID衰减的检测方法，该组串为太阳能电池组件串并联得到的结构，其特征在于，包括以下步骤：
S1：逆变器在一辐照条件下启动子阵级的IV扫描，并收集子阵中每一组串的开路电压和太阳能电池组件的组件温度，其中子阵包括多个组串串联的方阵；
S2：对于每一组串，利用组件开压温度系数和实测的组件温度校准实际测得的组串的开路电压以得到校准开路电压；
S3：对于每一组串，根据二极管模型计算该辐照条件下无PID衰减的组串的理论开路电压；
S4：计算每一组串的校准开路电压与理论开路电压的比值；
S5：将子阵中的每一组串的该比值均与一第一阈值比较，得到比值小于该第一阈值的组串的数量，若该数量大于一第二阈值，则该子阵存在PID衰减。
2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤S2中，通过以下公式得到校准开路电压：
<mrow> <msubsup> <mi>V</mi> <mrow> <mi>O</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mrow> <mi>S</mi> <mi>T</mi> <mi>C</mi> </mrow> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>V</mi> <mrow> <mi>O</mi> <mi>C</mi> </mrow> <mrow> <mi>t</mi> <mi>e</mi> <mi>s</mi> <mi>t</mi> </mrow> </msubsup> <mo>*</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mo>(</mo> <mrow> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mn>25</mn> </mrow> <mo>)</mo> <mo>*</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
其中为校准开路电压，为测试所得的组串开路电压，T为实测的组件温度，α为组件开压温度系数。
3.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，步骤S3中，通过以下公式得到理论开路电压：
<mrow> <msub> <mi>V</mi> <mrow> <mi>O</mi> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>n</mi> <mi>k</mi> <mi>T</mi> </mrow> <mi>q</mi> </mfrac> <mi>I</mi> <mi>n</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <msub> <mi>I</mi> <mi>L</mi> </msub> <msub> <mi>I</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>,</mo> </mrow>
其中n为组件理想因子，k为玻尔兹曼常数，q为电荷常数，IL为组件光生电流，I0为组件二极管饱和电流。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的检测方法，其特征在于，实测的组件温度为在组件背面安放热电偶测试组件实时温度。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的检测方法，其特征在于，子阵的辐照强度为100W/m2以下。
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