CN109861644B - 光伏组件故障诊断方法、边缘计算处理装置和逆变器 - Google Patents

光伏组件故障诊断方法、边缘计算处理装置和逆变器 Download PDF

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Abstract

本发明提供的光伏组件故障诊断方法、边缘计算处理装置和逆变器，均首先控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描；然后通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线；再选取满足条件的IV曲线作为参考曲线，并进一步将参考曲线以外的其他IV曲线分别与参考曲线进行对比，生成各个对比结果；最后根据对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果。因此，无需现有技术中对于参考组件的输出和辐照仪等环境监控设备的数据依赖，避免了相应的成本高和需要定期维护参考组件的问题。

Description

光伏组件故障诊断方法、边缘计算处理装置和逆变器
技术领域
本发明涉及光伏电站故障诊断技术领域，特别涉及一种光伏组件故障诊断方法、边缘计算处理装置和逆变器。
背景技术
随着光伏发电技术从高速发展期走向成熟期，其应用场景和实现方式千差万别，例如屋顶情况复杂的分布式光伏系统、地面平整度较差的山地光伏发电站，它们从客观上为光伏发电系统中的组件故障诊断工作制造了困难。
为了解决这一问题，配合光伏行业向“智能化”和“精细化”发展的趋势，组件级电力电子设备为光伏发电系统中的组件级监控和故障判断提供了硬件基础，其主要是通过采集光伏组件的IV扫描数据，提供光伏组件的IV曲线，进而能够由该IV曲线的形态来体现光伏组件的故障与缺陷。
然而，目前使用IV曲线对光伏组件的故障做分析的方案，对参考器件和环境监控器件的依赖度高，即均需要使用已经选定的参考组件的输出或者辐照仪等环境监控设备的数据。这种做法使得系统成本增加，并且还受制于参考组件的定期维护。
发明内容
本发明提供一种光伏组件故障诊断方法、边缘计算处理装置和逆变器，以解决现有技术中对参考器件和环境监控器件的依赖度高所导致的成本高和需要定期维护参考组件的问题。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
本发明一方面提供了一种光伏组件故障诊断方法，包括：
在控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个所述组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，选取满足条件的IV曲线作为参考曲线；
将所述参考曲线以外的其他IV曲线分别与所述参考曲线进行对比，生成各个对比结果；
根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果。
优选的，选取满足条件的IV曲线作为参考曲线，包括：
判断各个IV曲线中是否存在满足功率输出要求的IV曲线；
若不存在满足所述功率输出要求的IV曲线，则在更换测试条件、重新控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，再执行选取满足条件的IV曲线作为参考曲线的步骤；
若存在满足所述功率输出要求的IV曲线，则将满足所述功率输出要求的IV曲线记为星号曲线；
判断所述星号曲线是否满足电流稳定要求；
若所述星号曲线不满足所述电流稳定要求，则在更换测试条件、重新控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，再执行选取满足条件的IV曲线作为参考曲线的步骤；
若所述星号曲线满足所述电流稳定要求，则以所述星号曲线为所述参考曲线。
优选的，判断各个IV曲线中是否存在满足功率输出要求的IV曲线，包括：
判断填充因子最大的IV曲线，是否最大输出功率也最大；
若所述最大输出功率最大，则以填充因子最大的IV曲线为满足所述功率输出要求的IV曲线；
若所述最大输出功率不最大，则判断所述最大输出功率是否满足排名要求；
若所述最大输出功率满足所述排名要求，则以填充因子最大的IV曲线为满足所述功率输出要求的IV曲线；
若所述最大输出功率不满足所述排名要求，则判定不存在满足所述功率输出要求的IV曲线。
优选的，判断所述星号曲线是否满足电流稳定要求，包括：
判断所述星号曲线上第一线段的斜率是否稳定为零；
若所述第一线段的斜率稳定为零，则判定所述星号曲线满足所述电流稳定要求；
若所述第一线段的斜率稳定、但不为零，则判断所述星号曲线上第二线段的电流变化是否满足电流变化要求；
若所述第二线段的电流变化满足所述电流变化要求，则判定所述星号曲线满足所述电流稳定要求；
若所述第二线段的电流变化不满足所述电流变化要求，或者，所述第一线段的斜率不稳定，则判定所述星号曲线不满足所述电流稳定要求。
优选的，将所述参考曲线以外的其他IV曲线分别与所述参考曲线进行对比，生成各个对比结果，包括：
以所述参考曲线的最大功率点所在电流线为界，分别将所述其他IV曲线均划分为左半区和右半区；
分别根据所述参考曲线的短路电流、开路电压和左半区内的第一连线斜率，以及，所述其他IV曲线的短路电流、开路电压和左半区内的第一连线斜率和第二连线斜率进行相应比较，生成各个第一比较结果；
分别根据所述参考曲线的开路电压和最大功率点电压，以及，所述其他IV曲线的开路电压、最大功率点电压和右半区内的中值迭代电流进行相应比较，生成各个第二比较结果。
优选的，所述第一比较结果包括：所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流相同或不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同或不相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同或不相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率绝对值大于或不大于所述参考曲线的第一连线斜率绝对值；
所述第二比较结果包括：所述其他IV曲线的开路电压小于或不小于所述参考曲线的开路电压，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差满足或不满足第一预设要求，所述其他IV曲线与所述参考曲线的最大功率点电压之差满足或不满足第二预设要求，所述其他IV曲线右半区内的首次中值迭代电流小于或不小于所述参考曲线右半区内的首次中值迭代参考电流，所述其他IV曲线右半区内的向左第二次中值迭代电流与首次中值迭代电流相同或不相同，所述其他IV曲线右半区内的向右第二次中值迭代电流与所述首次中值迭代电流相同或不相同，所述向左第二次中值迭代电流大于或不大于所述首次中值迭代电流，所述向右第二次中值迭代电流小于或不小于所述首次中值迭代电流，所述向左第二次中值迭代电流、所述向右第二次中值迭代电流和所述首次中值迭代电流在对应曲线上对应的点两两之间的连线斜率相同或不相同，所述向左第二次中值迭代电流到所述向右第二次中值迭代电流之间的线段呈现或不呈现凸性下降特性。
优选的，根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果，包括：
根据各个第一比较结果生成各个光伏组件关于背板失效、电致诱导衰减、玻璃碎裂、积尘及常规老化的故障诊断结果；
根据各个第二比较结果生成各个光伏组件关于内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂、热斑及数据畸变的故障诊断结果。
优选的，根据各个第一比较结果生成各个光伏组件关于背板失效、电致诱导衰减、玻璃碎裂、积尘及常规老化的故障诊断结果，包括：
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为背板失效；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压不相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为电致诱导衰减；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为玻璃碎裂；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率绝对值大于所述参考曲线的第一连线斜率绝对值，则相应光伏组件的故障诊断结果为积尘；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率绝对值不大于所述参考曲线的第一连线斜率绝对值，则相应光伏组件的故障诊断结果为常规老化。
优选的，根据各个第二比较结果生成各个光伏组件关于内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂、热斑及数据畸变的故障诊断结果，包括：
若所述第二比较结果为所述其他IV曲线的开路电压小于所述参考曲线的开路电压，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差不满足所述第一预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为内部电池片连接失效；
若所述第二比较结果为所述其他IV曲线的开路电压小于所述参考曲线的开路电压，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差满足所述第一预设要求，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的最大功率点电压之差满足所述第二预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为旁路二极管失效；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流不小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差不满足所述第一预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为内部电池片连接失效；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流不小于所述首次中值迭代参考电流，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差满足所述第一预设要求，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的最大功率点电压之差满足所述第二预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为旁路二极管失效；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流与所述首次中值迭代电流相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为阴影遮挡；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向右第二次中值迭代电流与所述首次中值迭代电流相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为阴影遮挡；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流不大于所述首次中值迭代电流，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向右第二次中值迭代电流不小于所述首次中值迭代电流，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流、所述向右第二次中值迭代电流和所述首次中值迭代电流在对应曲线上对应的点两两之间的连线斜率相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为热斑；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流到所述向右第二次中值迭代电流之间的线段不呈现凸性下降特性，则相应光伏组件的故障诊断结果为数据畸变；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流到所述向右第二次中值迭代电流之间的线段呈现凸性下降特性，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂。
优选的，在根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果之后，还包括：
根据所述参考曲线以及所述其他IV曲线的最大输出功率，计算得到所述其他IV曲线的各个最小功率损失耗散；以使逆变器或者云服务平台能够根据各个所述最小功率损失耗散生成并输出组件挂起指令，进而控制相应的组件级电力电子设备断开或者隔离自身所连接的光伏组件。
本发明另一方面提供了一种边缘计算处理装置，用于执行如上述任一所述的光伏组件故障诊断方法。
本发明另一方面还提供了一种逆变器，所述逆变器的控制器中设置有如上述所述的边缘计算处理装置。
本发明提供的光伏组件故障诊断方法，首先控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描；然后通过各个所述组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线；再选取满足条件的IV曲线作为参考曲线，并进一步将所述参考曲线以外的其他IV曲线分别与所述参考曲线进行对比，生成各个对比结果；最后根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果。因此，无需现有技术中对于参考组件的输出和辐照仪等环境监控设备的数据依赖，避免了相应的成本高和需要定期维护参考组件的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的光伏发电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的光伏组件故障诊断方法的流程图；
图3是本发明实施例提供的光伏组件故障诊断方法的另一流程图；
图4是本发明实施例提供的对星号曲线的分割示意图；
图5是本发明实施例提供的光伏组件故障诊断方法的部分流程图；
图6a是本发明实施例提供的左半区检验分析的曲线示意图；
图6b是本发明实施例提供的左半区检验分析的组合判断逻辑的前半部分流程示意图；
图6c是本发明实施例提供的左半区检验分析的组合判断逻辑的后半部分流程示意图；
图7a是本发明实施例提供的右半区采用中值迭代算法进行检验分析的曲线示意图；
图7b是本发明实施例提供的右半区检验分析的组合判断逻辑流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种光伏组件故障诊断方法，以解决现有技术中对参考器件和环境监控器件的依赖度高所导致的成本高和需要定期维护参考组件的问题。
该光伏组件故障诊断方法所应用的光伏发电系统如图1所示，该光伏发电系统包括：具有IV扫描功能的组件级电力电子设备和逆变器；其中，逆变器在将直流电转换为交流电送入电网的同时，其一端通过通讯线路将上行数据传入全网监控的云服务平台，其另一端与光伏组串支路以及组件级电力电子设备的通讯端口相连；另外，该逆变器还可以通过内置的边缘计算芯片进行本地数学模型训练，以实现下述的光伏组件故障诊断方法。
请参见图2，该光伏组件故障诊断方法包括：
在控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，执行步骤S101。
实际应用中，可以在某一运维清洗周期结束之后，且辐照度条件良好的情况下，由逆变器向组件级电力电子设备下发IV扫描指令，控制全站或者全组串的组件级电力电子设备在同一时刻对相应的各个光伏组件进行IV扫描。相应的扫描结果可以在逆变器内置的边缘计算芯片中进行后续处理，或者，也可以上传至云服务平台做分析，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
扫描结果中包括全部已扫描的光伏组件的IV扫描数据，记录这些数据中的最大功率点电压Vmpp、最大功率点电流Impp、开路电压VOC、短路电流ISC，并根据这些数据分别绘制相应光伏组件的IV曲线。
S101、选取满足条件的IV曲线作为参考曲线；
为了减少现有技术中的参考器件和环境监控器件，本实施例需要从全部已扫描的光伏组件中，挑选出输出性能最佳的IV曲线来作为参考曲线。而如何挑选出输出性能最佳的IV曲线，则需要借助于相应的条件来限制，比如：填充因子和最大输出功率均为最优，即两者在全部已扫描的光伏组件中分别按照从大到小的顺序进行排名均能够排名第一，或者，两者综合最优，即两者未能同时排名第一但综合权衡最优；并且，电压值较小时，比如在到达开路电压的一半之前，其对应的电流值为恒定不变的。实际应用中，可以根据其具体的应用环境对该限制条件进行设置，此处不做限定，均在本申请的保护范围内。
S102、将参考曲线以外的其他IV曲线分别与参考曲线进行对比，生成各个对比结果；
为了便于区分，可以将参考曲线记为第0条曲线，其数据在右上标添加0为标记，比如
Figure BDA0001918295540000091
等，并将除了参考曲线之外的任意IV曲线记为第i条曲线，其数据在右上标添加i为标记，比如
Figure BDA0001918295540000092
等。然后，分别将第i条曲线与参考曲线进行重合对比。实际应用中，具体的对比方案可以采用现有技术中已有的任意合适方案，仅以该参考曲线代替现有技术中参考组件的相应IV曲线即可，此处不做具体限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
S103、根据对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果。
该故障诊断结果包括：背板失效、电致诱导衰减、积尘、常规老化、内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、热斑、数据畸变、玻璃碎裂及严重的玻璃碎裂等；根据不同的对比结果，可以得到不同的故障诊断结果，具体的对应方式可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例提供的该光伏组件故障诊断方法，通过上述过程即可生成各个光伏组件的故障诊断结果，并且上述过程中，以选取满足条件的IV曲线作为参考曲线代替现有技术中参考组件的输出，解除了现有技术中对于参考组件的输出依赖，并且无需参考辐照仪等环境监控设备的数据，因而避免了相应的成本高和需要定期维护参考组件的问题，能够广泛适用于分布式光伏系统，尤其是当前正逐步增多的户用光伏系统。
值得说明的是，现有技术中在学术界研究光伏组件IV曲线时，通常是通过分析光伏组件的输出参数，建立和抽取光伏组件的数学模型，并将这些模型用于针对系统应用现场的非标准测试条件下的光伏组件IV输出的校正与还原。然而，光伏组件的数学模型建立，不仅需要参考设备的数据输入，同时其建立的数学模型本身的精度会对参考数据的选取产生较大的影响。而本实施例提供的该光伏组件故障诊断方法，在光伏系统中无特定参考组件、无环境监控设备(辐照仪及温度传感器等)、且无数学模型做参照的条件下，能够进行光伏组件故障的分析和处理；不仅将现有技术中对于参考设备和环境监控设备的依赖进行解耦，同时，还避免了受到数学模型的精度影响。
另外，现有技术中的研究对象颗粒度较大，其所选定的参考光伏组串包含多个光伏组件，无法实现组件级管理，难于实现精细化。而本实施例提供的该光伏组件故障诊断方法，其参考曲线来源于普通的光伏组件，将研究对象缩小至组件级，减小了研究对象的颗粒度，实现了精细化。
还值得说明的是，现有技术中的方法与逻辑大多需要上传至云服务平台，再由云服务平台下发指令由运维人员现场处理，对网络数据传输的要求高，并且等待云服务平台响应的时间较长，不利于故障快速消除，难以满足“无人值守、少人值守”的工作需要。而本实施例提供的该光伏组件故障诊断方法，可以仅通过逆变器来实现本地的故障分析和处理，减少了完全依靠云服务平台做决策的响应时间，提升了响应速度。
本申请另一实施例还提供了一种具体的光伏组件故障诊断方法，在上述实施例即图1和图2的基础之上，优选的，参见图3，步骤S101，即选取满足条件的IV曲线作为参考曲线，包括：
S111、判断各个IV曲线中是否存在满足功率输出要求的IV曲线。
此过程中，首先根据各个IV曲线的最大功率点电压Vmpp、最大功率点电流Impp、开路电压VOC、短路电流ISC，以及，公式
Figure BDA0001918295540000111
计算各个IV曲线的填充因子FF；并根据公式Pmpp＝Vmpp×Impp计算各个IV曲线的最大输出功率Pmpp。
然后根据上述计算结果，判断填充因子最大的IV曲线，是否其最大输出功率也最大，也即，判断是否存在填充因子和最大输出功率同时最大的IV曲线。
若其最大输出功率也最大，则以该填充因子最大的IV曲线为满足功率输出要求的IV曲线；而若其最大输出功率并不最大，则需要进一步判断其最大输出功率是否满足排名要求，比如判断其最大输出功率落入样本总体(即全部IV曲线)最大输出功率排名的前5％范围内。当然，实际应用中，也可以是其他范围的排名要求设置，此处仅为一种示例，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
若其最大输出功率满足排名要求，则以该填充因子最大的IV曲线为满足功率输出要求的IV曲线，并执行步骤S112；而若其最大输出功率不满足排名要求，则判定不存在满足功率输出要求的IV曲线，并在更换测试条件、重新控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，再执行步骤S111。
S112、将满足功率输出要求的IV曲线记为星号曲线。
为了便于区分，可以在该星号曲线的数据右上标添加*为标记，比如
Figure BDA0001918295540000112
Figure BDA0001918295540000113
等。
S113、判断星号曲线是否满足电流稳定要求。
此过程中，首先对该星号曲线进行分割，如图4所示，以
Figure BDA0001918295540000114
所对应的电流值记为
Figure BDA0001918295540000115
以
Figure BDA0001918295540000116
所对应的电流值记为
Figure BDA0001918295540000117
将
Figure BDA0001918295540000118
与
Figure BDA0001918295540000119
之间的电压差别记为dv；在
Figure BDA0001918295540000121
右侧、与
Figure BDA0001918295540000122
相距dv的电压
Figure BDA0001918295540000123
所对应的电流值记为
Figure BDA0001918295540000124
然后对该星号曲线进行斜率选取，具体可以以该星号曲线上电压从0到
Figure BDA0001918295540000125
之间所对应的曲线段作为第一线段，并记第一线段两端点之间的连线斜率为
Figure BDA0001918295540000126
以该星号曲线上电压在0和
Figure BDA0001918295540000127
两点时所对应的连线斜率为
Figure BDA0001918295540000128
以该星号曲线上电压从
Figure BDA0001918295540000129
到
Figure BDA00019182955400001210
之间所对应的曲线段作为第二线段。
电流稳定要求的判断过程中，首先判断星号曲线上第一线段的斜率是否稳定为零，比如判断
Figure BDA00019182955400001211
是否成立；实际应用中，也可以选取其他点之间的连线进行斜率是否稳定的判断，此处仅为一种示例，能够判断出该第一线段上的斜率一直为零即可，均在本申请的保护范围内。
若第一线段的斜率稳定为零，即
Figure BDA00019182955400001212
成立，则判定星号曲线满足电流稳定要求。
若第一线段的斜率稳定(即
Figure BDA00019182955400001213
)、但不为零，则判断星号曲线上第二线段的电流变化是否满足电流变化要求；该电流变化可以通过
Figure BDA00019182955400001214
来表征，对应的，该电流变化要求可以是
Figure BDA00019182955400001215
当然，也可以通过其他点对应的电流值变化来表征该电流变化，也可以设置其他比值为该电流变化要求，此处仅为一种示例，并不仅限于此，可视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
若第二线段的电流变化满足该电流变化要求，则判定星号曲线满足电流稳定要求，并执行步骤S114；而若第二线段的电流变化不满足该电流变化要求，或者，第一线段的斜率不稳定(即
Figure BDA0001918295540000131
)，则判定星号曲线不满足电流稳定要求，并在更换测试条件、重新控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，再执行步骤S111。
上述对于电流稳定要求的判断过程中，对于第一线段和第二线段的具体划分仅为一种示例，实际应用中，也可以采用其他点作为相应线段的端点，只要能够反映电流值在低电压时的稳定性即可，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
S114、以星号曲线为参考曲线。
本实施例给出了一种参考曲线选取的具体实施方式，实际应用中可以针对具体应用环境做适当的调整，只要能够从全部IV曲线中筛选出最为贴近理想状态的IV曲线即可，均在本申请的保护范围内。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本申请另一实施例还提供了另外一种光伏组件故障诊断方法，在上述实施例及图1至图4的基础之上，优选的，其步骤S102，即，将参考曲线以外的其他IV曲线分别与参考曲线进行对比，生成各个对比结果，包括如图5所示的：
S121、以参考曲线的最大功率点所在电流线为界，分别将其他IV曲线均划分为左半区和右半区；
为了便于区分，将参考曲线记为第0条曲线，其数据在右上标添加0为标记，比如
Figure BDA0001918295540000132
等，并将除了参考曲线之外的任意IV曲线记为第i条曲线，其数据在右上标添加i为标记，比如
Figure BDA0001918295540000133
等。然后，分别将第i条曲线与参考曲线进行重合对比。然后，对重合后的IV曲线簇以第0条曲线为基准进行分割；以垂直于电压轴、位于第0条IV曲线
Figure BDA0001918295540000134
的电流线为分界，将第0条曲线与第i条曲线分为左半区和右半区；其中，从电压为0至
Figure BDA0001918295540000141
的区域为左半区，从
Figure BDA0001918295540000142
至
Figure BDA0001918295540000143
的区域为右半区；
Figure BDA0001918295540000144
位置上第0条曲线对应的电流为
Figure BDA0001918295540000145
与
Figure BDA0001918295540000146
的连线斜率为
Figure BDA0001918295540000147
该位置上第i条曲线对应的电流为
Figure BDA0001918295540000148
与
Figure BDA0001918295540000149
的连线斜率为
Figure BDA00019182955400001410
S122、分别根据参考曲线的短路电流、开路电压和左半区内的第一连线斜率，以及，其他IV曲线的短路电流、开路电压和左半区内的第一连线斜率和第二连线斜率进行相应比较，生成各个第一比较结果；
此过程主要是实现左半区检验分析，具体的，首先选取垂直于电压轴、位于第0条曲线
Figure BDA00019182955400001411
的电流线，记此处第0条曲线上电流为
Figure BDA00019182955400001412
与
Figure BDA00019182955400001413
连线斜率为该位置上第i条曲线对应的电流为
Figure BDA00019182955400001415
与
Figure BDA00019182955400001416
的连线斜率为
Figure BDA00019182955400001417
通过对相应参数的组合对比，能够提取出对应光伏组件是否失效的特征值，进而生成对应光伏组件的第一比较结果，并通过对其第一比较结果中相应特征值的逻辑组合，能够进一步判断该光伏组件是否出现背板失效、电致诱导衰减(PID)、玻璃碎裂、积尘和常规老化等失效类型的特征。
图6a为左半区检验分析的曲线示意图，图6b虚线框中所示为左半区检验分析的组合判断逻辑的前半部分流程举例；以上述实施例的左右半区划分方式为例进行说明，进行左半区检验分析时，具体可以：判断
Figure BDA00019182955400001418
是否成立，进而得到其他IV曲线与参考曲线的短路电流相同的特征值Y1或者其他IV曲线与参考曲线的短路电流不相同的特征值N1；判断
Figure BDA00019182955400001419
是否成立，进而得到其他IV曲线与参考曲线的开路电压相同的特征值Y2或者其他IV曲线与参考曲线的开路电压不相同的特征值N2；判断
Figure BDA00019182955400001420
是否成立，进而得到其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同的特征值Y3或者其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同的特征值N3；判断
Figure BDA00019182955400001421
是否成立，进而得到其他IV曲线的第一连线斜率绝对值大于参考曲线的第一连线斜率绝对值的特征值Y4或者其他IV曲线的第一连线斜率绝对值不大于参考曲线的第一连线斜率绝对值的特征值N4。根据这些特征值的逻辑组合即可得到相应的故障诊断结果。
S123、分别根据参考曲线的开路电压和最大功率点电压，以及，其他IV曲线的开路电压、最大功率点电压和右半区内的中值迭代电流进行相应比较，生成各个第二比较结果。
此过程主要是实现右半区检验分析，进而判断出光伏组件故障类型中的内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂及热斑。具体的，首先在右半区内第0条曲线和第i条曲线重合的情况下，选取第i条(或第0条)曲线中垂直于电压轴、位于
Figure BDA0001918295540000151
(或
Figure BDA0001918295540000152
)的电流线，此处第i条(或第0条)曲线上电流为
Figure BDA0001918295540000153
(或
Figure BDA0001918295540000154
)。
申请人经研究发现，在进行右半区台阶判断时，其难点在于参与故障诊断对比的电流值的选取，最佳情况是电流取自IV曲线畸变的中间段，要尽量避免用于判别的电流点落入IV曲线畸变的下滑陡立段；而由于光伏组件技术的快速发展，不同技术路线和不同的光伏组件内部连接方式，都令光伏组件的开路电压有较大的差异，如果简单的凭经验选定特定电压值所对应的电流值位置很有可能导致解决方案的局限性；另外，不恰当的电流值选择可能会导致对于IV曲线形态的分析落入局部数据变化，而忽略了整体的数据变化趋势。
因此，为解决上述问题并增加本方案的通用性，本实施例引入根据右半区电压轴(
Figure BDA0001918295540000155
至
Figure BDA0001918295540000156
区段或
Figure BDA0001918295540000157
至
Figure BDA0001918295540000158
)的中值迭代算法，以便尽快选取IV曲线的畸变区段；通过改变该中值迭代算法的研究对象(第i条曲线或者第0条曲线)，可以用来避免个别IV数据的多台阶现象。
该中值迭代算法的右半区故障判定过程具体为：对于任意光伏组件的IV曲线，研究的电压区段为Vmpp至VOC区段；一般的，以Vmpp至VOC区段的中点开始，向VOC方向取中点为从左向右(记迭代次数为m，下标记为rr)，向Vmpp方向取中点为从右向左(记迭代次数为n，下标记为rl)；则有：
当m＝n＝1时，即首次中值迭代的电压值为Vmpp和VOC之间的中点Vmn：
Figure BDA0001918295540000161
当向Vmpp(左)方向进行第n次中值迭代时，得到的电压值为Vrln，所对应的电流值为Irln；Vrln的计算公式为：
Figure BDA0001918295540000162
当向VOC(右)方向进行第m次中值迭代时，得到的电压值为Vrrm，所对应的电流值为Irrm；Vrrm的计算公式为：
Figure BDA0001918295540000163
通过控制m和n的数值，来锁定所要截取的IV曲线上台阶段的畸变区域，确定对应的Irln和Irrm，并将第i条曲线各个位置的电流值
Figure BDA0001918295540000164
与第0条曲线对应位置的电流值
Figure BDA0001918295540000165
做对比，例如：
Figure BDA0001918295540000166
小于
Figure BDA0001918295540000167
Figure BDA0001918295540000168
小于
Figure BDA0001918295540000169
小于
Figure BDA00019182955400001610
以迭代两次为例，则第0条曲线的首次中值迭代参考电流为
Figure BDA00019182955400001611
向左第二次中值迭代参考电流为
Figure BDA00019182955400001612
向右第二次中值迭代参考电流为
Figure BDA00019182955400001613
第i条曲线的首次中值迭代电流为
Figure BDA00019182955400001614
向左第二次中值迭代电流为
Figure BDA00019182955400001615
向右第二次中值迭代电流为
Figure BDA00019182955400001616
同时，通过计算还可以得到
Figure BDA00019182955400001617
与
Figure BDA00019182955400001618
在对应曲线上对应的点之间的连线斜率
Figure BDA00019182955400001619
与
Figure BDA00019182955400001620
在对应曲线上对应的点之间的连线斜率
Figure BDA00019182955400001621
与
Figure BDA00019182955400001622
在对应曲线上对应的点之间的连线斜率
Figure BDA00019182955400001623
图7a为右半区采用中值迭代算法进行检验分析的曲线示意图，图7b为右半区检验分析的组合判断逻辑流程举例；以上述实施例的左右半区划分方式为例进行说明，进行右半区检验分析时，具体可以：判断
Figure BDA00019182955400001624
是否成立，进而得到其他IV曲线的开路电压小于或不小于参考曲线的开路电压的特征值；判断
Figure BDA00019182955400001625
或者
Figure BDA00019182955400001626
是否成立，进而得到其他IV曲线与参考曲线的开路电压之差满足或不满足第一预设要求的特征值；判断
Figure BDA00019182955400001627
或者
Figure BDA0001918295540000171
是否成立，进而得到其他IV曲线与参考曲线的最大功率点电压之差满足或不满足第二预设要求的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000172
是否成立，进而得到其他IV曲线右半区内的首次中值迭代电流小于或不小于参考曲线右半区内的首次中值迭代参考电流的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000173
是否成立，进而得到其他IV曲线右半区内的向左第二次中值迭代电流与首次中值迭代电流相同或不相同的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000174
是否成立，进而得到其他IV曲线右半区内的向右第二次中值迭代电流与首次中值迭代电流相同或不相同的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000175
是否成立，进而得到向左第二次中值迭代电流大于或不大于首次中值迭代电流的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000176
是否成立，进而得到向右第二次中值迭代电流小于或不小于首次中值迭代电流的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000177
是否成立，进而得到向左第二次中值迭代电流、向右第二次中值迭代电流和首次中值迭代电流在对应曲线上对应的点两两之间的连线斜率相同或不相同的特征值；判断
Figure BDA0001918295540000178
是否成立，进而得到向左第二次中值迭代电流到向右第二次中值迭代电流之间的线段呈现或不呈现凸性下降特性的特征值。对上述相应特征值进行逻辑组合，进而能够生成相应IV曲线的第二比较结果。
值得说明的是，上述内容中对于各个特征值的判断依据，比如对第一预设要求、第二预设要求以及凸性下降特性等的满足要求设置，并不仅限于上述形式，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。并且，图6a至图7b也均仅为一种相应示例而已，并不是步骤S122和S123的唯一实现方式，能够生成相应比较结果进而得到故障诊断结果的方式均在本申请的保护范围内。另外，步骤S122和S123并不限定先后顺序，还可以同时进行，均在本申请的保护范围内。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本申请另一实施例还提供了另外一种光伏组件故障诊断方法，在上述实施例及图1至图7b的基础之上，优选的，其步骤S103，即根据对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果，包括：
根据各个第一比较结果生成各个光伏组件关于背板失效、电致诱导衰减、玻璃碎裂、积尘及常规老化的故障诊断结果；
根据各个第二比较结果生成各个光伏组件关于内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂、热斑及数据畸变的故障诊断结果。
其中，根据各个第一比较结果生成各个光伏组件关于背板失效、电致诱导衰减、玻璃碎裂、积尘及常规老化的故障诊断结果，包括：
若第一比较结果为其他IV曲线与参考曲线的短路电流相同，其他IV曲线与参考曲线的开路电压相同，且，其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为背板失效；
若第一比较结果为其他IV曲线与参考曲线的短路电流不相同，其他IV曲线与参考曲线的开路电压不相同，且，其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为电致诱导衰减；
若第一比较结果为其他IV曲线与参考曲线的短路电流不相同，其他IV曲线与参考曲线的开路电压相同，且，其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为玻璃碎裂；
若第一比较结果为其他IV曲线与参考曲线的短路电流不相同，其他IV曲线与参考曲线的开路电压相同，其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同，且，其他IV曲线的第一连线斜率绝对值大于参考曲线的第一连线斜率绝对值，则相应光伏组件的故障诊断结果为积尘；
若第一比较结果为其他IV曲线与参考曲线的短路电流不相同，其他IV曲线与参考曲线的开路电压相同，其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同，且，其他IV曲线的第一连线斜率绝对值不大于参考曲线的第一连线斜率绝对值，则相应光伏组件的故障诊断结果为常规老化。
另外，根据各个第二比较结果生成各个光伏组件关于内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂、热斑及数据畸变的故障诊断结果，包括：
若第二比较结果为其他IV曲线的开路电压小于参考曲线的开路电压，且，其他IV曲线与参考曲线的开路电压之差不满足第一预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为内部电池片连接失效；
若第二比较结果为其他IV曲线的开路电压小于参考曲线的开路电压，其他IV曲线与参考曲线的开路电压之差满足第一预设要求，且，其他IV曲线与参考曲线的最大功率点电压之差满足第二预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为旁路二极管失效；
若第二比较结果为首次中值迭代电流不小于首次中值迭代参考电流，且，其他IV曲线与参考曲线的开路电压之差不满足第一预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为内部电池片连接失效；
若第二比较结果为首次中值迭代电流不小于首次中值迭代参考电流，其他IV曲线与参考曲线的开路电压之差满足第一预设要求，且，其他IV曲线与参考曲线的最大功率点电压之差满足第二预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为旁路二极管失效；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向左第二次中值迭代电流与首次中值迭代电流相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为阴影遮挡；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向右第二次中值迭代电流与首次中值迭代电流相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为阴影遮挡；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向左第二次中值迭代电流不大于首次中值迭代电流，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向右第二次中值迭代电流不小于首次中值迭代电流，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向左第二次中值迭代电流、向右第二次中值迭代电流和首次中值迭代电流在对应曲线上对应的点两两之间的连线斜率相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为热斑；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向左第二次中值迭代电流到向右第二次中值迭代电流之间的线段不呈现凸性下降特性，则相应光伏组件的故障诊断结果为数据畸变；
若第二比较结果为首次中值迭代电流小于首次中值迭代参考电流，且，向左第二次中值迭代电流到向右第二次中值迭代电流之间的线段呈现凸性下降特性，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂。
以图6a所示分割方式为例进行说明，图6c所示为左半区检验分析的组合判断逻辑的后半部分流程示意，当第一比较结果为特征值
Figure BDA0001918295540000201
Figure BDA0001918295540000202
及
Figure BDA0001918295540000203
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为背板失效；当第一比较结果为特征值
Figure BDA0001918295540000204
Figure BDA0001918295540000205
及
Figure BDA0001918295540000206
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为电致诱导衰减；当第一比较结果为特征值
Figure BDA0001918295540000207
Figure BDA0001918295540000208
及
Figure BDA0001918295540000209
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为玻璃碎裂；当第一比较结果为特征值
Figure BDA00019182955400002010
Figure BDA00019182955400002011
及
Figure BDA00019182955400002012
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为积尘；当第一比较结果为特征值
Figure BDA00019182955400002013
Figure BDA00019182955400002014
及
Figure BDA00019182955400002015
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为常规老化。
以图7a所示分割方式为例进行说明，参见图7b，当第二比较结果为
Figure BDA0001918295540000211
及
Figure BDA0001918295540000212
的逻辑与成立时，以及，
Figure BDA0001918295540000213
Figure BDA0001918295540000214
及
Figure BDA0001918295540000215
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果均为内部电池片连接失效；当第二比较结果为
Figure BDA0001918295540000216
Figure BDA0001918295540000217
(或者
Figure BDA0001918295540000218
)及
Figure BDA0001918295540000219
(或者
Figure BDA00019182955400002110
)的逻辑与成立时，以及，
Figure BDA00019182955400002111
(或者
Figure BDA00019182955400002112
)及
Figure BDA00019182955400002113
(或者
Figure BDA00019182955400002114
)的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果均为旁路二极管失效；当第二比较结果为
Figure BDA00019182955400002115
与
Figure BDA00019182955400002116
的逻辑与成立时，以及，
Figure BDA00019182955400002117
与
Figure BDA00019182955400002118
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果均为阴影遮挡；当第二比较结果为
Figure BDA00019182955400002119
与
Figure BDA00019182955400002120
的逻辑与成立时，以及，
Figure BDA00019182955400002121
与
Figure BDA00019182955400002122
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果均为严重的玻璃碎裂；当第二比较结果为
Figure BDA00019182955400002123
与
Figure BDA00019182955400002124
的逻辑与成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为热斑；当第二比较结果为
Figure BDA00019182955400002125
成立、而
Figure BDA00019182955400002126
不成立时，第i条曲线对应的光伏组件的故障诊断结果为数据畸变。
图6b和图7b仅为上述分区及分割方式下的应用举例，并不仅限于此，可以视其具体应用环境对各个成立条件进行适应性设置，均在本申请的保护范围内。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本申请另一实施例还提供了另外一种光伏组件故障诊断方法，在上述实施例及图1至图7b的基础之上，优选的，在步骤S103，即根据对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果之后，还包括：
根据参考曲线以及其他IV曲线的最大输出功率，计算得到其他IV曲线的各个最小功率损失耗散；以使逆变器或者云服务平台能够根据各个最小功率损失耗散生成并输出组件挂起指令，以控制相应的组件级电力电子设备断开或者隔离自身所连接的光伏组件。
实际应用中，比如出现热斑故障时，可以设置某一合理的阈值来与各个最小功率损失耗散进行比较，若某一最小功率损失耗散超过该阈值，则由逆变器通过边缘计算技术在本地自动处理或由逆变器上传至云服务平台，进而通过组件挂起指令控制相应的组件级电力电子设备断开或隔离相应的故障组件，以等待拆除更换。
值得说明的是，在光伏系统故障处理方面，现有技术中主要的处理方法是纯粹的人工巡检方案，或者是在上传云服务平台之后再下发指令委派运维人员前往现场处理，均不能实现自动化处理。而本实施例提供的该光伏组件故障诊断方法，通过上述过程，能够由逆变器直接实现对于故障组件的本地自动化处理，或者，由云服务平台实现对于故障组件的远程自动化处理；并且，本地自动化处理还能够减少底层设备与云服务平台之间的通讯和等待指令的时间延迟，进而快速控制光伏组件故障带来的光伏系统损失。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本申请另一实施例还提供了一种边缘计算处理装置，主要用于执行上述任一实施例所述的光伏组件故障诊断方法。
该光伏组件故障诊断方法的具体原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
该边缘计算处理装置设置于光伏发电系统中的任意位置，比如该边缘计算处理装置可以集成于逆变器的控制器中，或者，该边缘计算处理装置也可以采用单独设置的方式，并与各个组件级电力电子设备通讯连接，只要能够实现该光伏组件故障诊断方法即可，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例还提供了一种逆变器，其包括现有技术中的主电路、控制器以及检测设备等，与现有技术中逆变器的区别在于：其控制器中设置有如上述实施例所述的边缘计算处理装置，能够执行上述任一实施例所述的光伏组件故障诊断方法。
该光伏组件故障诊断方法的具体原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
优选的，实际应用中，该边缘计算处理装置在逆变器控制器中可以以芯片的形式来实现，主要负责执行该光伏组件故障诊断方法，而对于各个组件级电力电子设备的控制以及通讯，则还可以由逆变器控制器中的原有部分来实现，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种光伏组件故障诊断方法，其特征在于，包括：
在控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个所述组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，选取满足条件的IV曲线作为参考曲线；
将所述参考曲线以外的其他IV曲线分别与所述参考曲线进行对比，生成各个对比结果；
根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果；
其中，选取满足条件的IV曲线作为参考曲线的过程为：
判断各个IV曲线中是否存在满足功率输出要求的IV曲线；
若不存在满足所述功率输出要求的IV曲线，则在更换测试条件、重新控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，再执行选取满足条件的IV曲线作为参考曲线的步骤；
若存在满足所述功率输出要求的IV曲线，则将满足所述功率输出要求的IV曲线记为星号曲线；
判断所述星号曲线是否满足电流稳定要求；
若所述星号曲线不满足所述电流稳定要求，则在更换测试条件、重新控制多个组件级电力电子设备对于各自连接的光伏组件进行IV扫描，并通过各个组件级电力电子设备提取相应光伏组件的IV曲线之后，再执行选取满足条件的IV曲线作为参考曲线的步骤；
若所述星号曲线满足所述电流稳定要求，则以所述星号曲线为所述参考曲线。
2.根据权利要求1所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，判断各个IV曲线中是否存在满足功率输出要求的IV曲线，包括：
判断填充因子最大的IV曲线，是否最大输出功率也最大；
若所述最大输出功率最大，则以填充因子最大的IV曲线为满足所述功率输出要求的IV曲线；
若所述最大输出功率不最大，则判断所述最大输出功率是否满足排名要求；
若所述最大输出功率满足所述排名要求，则以填充因子最大的IV曲线为满足所述功率输出要求的IV曲线；
若所述最大输出功率不满足所述排名要求，则判定不存在满足所述功率输出要求的IV曲线。
3.根据权利要求1所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，判断所述星号曲线是否满足电流稳定要求，包括：
判断所述星号曲线上第一线段的斜率是否稳定为零；
若所述第一线段的斜率稳定为零，则判定所述星号曲线满足所述电流稳定要求；
若所述第一线段的斜率稳定、但不为零，则判断所述星号曲线上第二线段的电流变化是否满足电流变化要求；
若所述第二线段的电流变化满足所述电流变化要求，则判定所述星号曲线满足所述电流稳定要求；
若所述第二线段的电流变化不满足所述电流变化要求，或者，所述第一线段的斜率不稳定，则判定所述星号曲线不满足所述电流稳定要求。
4.根据权利要求1所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，将所述参考曲线以外的其他IV曲线分别与所述参考曲线进行对比，生成各个对比结果，包括：
以所述参考曲线的最大功率点所在电流线为界，分别将所述其他IV曲线均划分为左半区和右半区；
分别根据所述参考曲线的短路电流、开路电压和左半区内的第一连线斜率，以及，所述其他IV曲线的短路电流、开路电压和左半区内的第一连线斜率和第二连线斜率进行相应比较，生成各个第一比较结果；
分别根据所述参考曲线的开路电压和最大功率点电压，以及，所述其他IV曲线的开路电压、最大功率点电压和右半区内的中值迭代电流进行相应比较，生成各个第二比较结果。
5.根据权利要求4所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，所述第一比较结果包括：所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流相同或不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同或不相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同或不相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率绝对值大于或不大于所述参考曲线的第一连线斜率绝对值；
所述第二比较结果包括：所述其他IV曲线的开路电压小于或不小于所述参考曲线的开路电压，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差满足或不满足第一预设要求，所述其他IV曲线与所述参考曲线的最大功率点电压之差满足或不满足第二预设要求，所述其他IV曲线右半区内的首次中值迭代电流小于或不小于所述参考曲线右半区内的首次中值迭代参考电流，所述其他IV曲线右半区内的向左第二次中值迭代电流与首次中值迭代电流相同或不相同，所述其他IV曲线右半区内的向右第二次中值迭代电流与所述首次中值迭代电流相同或不相同，所述向左第二次中值迭代电流大于或不大于所述首次中值迭代电流，所述向右第二次中值迭代电流小于或不小于所述首次中值迭代电流，所述向左第二次中值迭代电流、所述向右第二次中值迭代电流和所述首次中值迭代电流在对应曲线上对应的点两两之间的连线斜率相同或不相同，所述向左第二次中值迭代电流到所述向右第二次中值迭代电流之间的线段呈现或不呈现凸性下降特性。
6.根据权利要求5所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果，包括：
根据各个第一比较结果生成各个光伏组件关于背板失效、电致诱导衰减、玻璃碎裂、积尘及常规老化的故障诊断结果；
根据各个第二比较结果生成各个光伏组件关于内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂、热斑及数据畸变的故障诊断结果。
7.根据权利要求6所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，根据各个第一比较结果生成各个光伏组件关于背板失效、电致诱导衰减、玻璃碎裂、积尘及常规老化的故障诊断结果，包括：
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为背板失效；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压不相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为电致诱导衰减；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率不相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为玻璃碎裂；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率绝对值大于所述参考曲线的第一连线斜率绝对值，则相应光伏组件的故障诊断结果为积尘；
若所述第一比较结果为所述其他IV曲线与所述参考曲线的短路电流不相同，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压相同，所述其他IV曲线的第一连线斜率和第二连线斜率相同，且，所述其他IV曲线的第一连线斜率绝对值不大于所述参考曲线的第一连线斜率绝对值，则相应光伏组件的故障诊断结果为常规老化。
8.根据权利要求6所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，根据各个第二比较结果生成各个光伏组件关于内部电池片连接失效、旁路二极管失效、阴影遮挡、严重的玻璃碎裂、热斑及数据畸变的故障诊断结果，包括：
若所述第二比较结果为所述其他IV曲线的开路电压小于所述参考曲线的开路电压，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差不满足所述第一预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为内部电池片连接失效；
若所述第二比较结果为所述其他IV曲线的开路电压小于所述参考曲线的开路电压，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差满足所述第一预设要求，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的最大功率点电压之差满足所述第二预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为旁路二极管失效；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流不小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差不满足所述第一预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为内部电池片连接失效；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流不小于所述首次中值迭代参考电流，所述其他IV曲线与所述参考曲线的开路电压之差满足所述第一预设要求，且，所述其他IV曲线与所述参考曲线的最大功率点电压之差满足所述第二预设要求，则相应光伏组件的故障诊断结果为旁路二极管失效；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流与所述首次中值迭代电流相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为阴影遮挡；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向右第二次中值迭代电流与所述首次中值迭代电流相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为阴影遮挡；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流不大于所述首次中值迭代电流，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向右第二次中值迭代电流不小于所述首次中值迭代电流，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流、所述向右第二次中值迭代电流和所述首次中值迭代电流在对应曲线上对应的点两两之间的连线斜率相同，则相应光伏组件的故障诊断结果为热斑；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流到所述向右第二次中值迭代电流之间的线段不呈现凸性下降特性，则相应光伏组件的故障诊断结果为数据畸变；
若所述第二比较结果为所述首次中值迭代电流小于所述首次中值迭代参考电流，且，所述向左第二次中值迭代电流到所述向右第二次中值迭代电流之间的线段呈现凸性下降特性，则相应光伏组件的故障诊断结果为严重的玻璃碎裂。
9.根据权利要求1-8任一所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，在根据所述对比结果生成各个光伏组件的故障诊断结果之后，还包括：
根据所述参考曲线以及所述其他IV曲线的最大输出功率，计算得到所述其他IV曲线的各个最小功率损失耗散；以使逆变器或者云服务平台能够根据各个所述最小功率损失耗散生成并输出组件挂起指令，进而控制相应的组件级电力电子设备断开或者隔离自身所连接的光伏组件。
10.一种边缘计算处理装置，其特征在于，用于执行如权利要求1-9任一所述的光伏组件故障诊断方法。
11.一种逆变器，其特征在于，所述逆变器的控制器中设置有如权利要求10所述的边缘计算处理装置。
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