CN110806524B - 一种光伏电站故障及发电状况的判断方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站故障及发电状况的判断方法和系统，包括以下步骤：获取电站三个时刻点的实际功率，所述三个时刻点的瞬时辐照度；判断所述三个时刻点的实际功率是否相等，若不满足，则进入下一步；计算获得三个时刻点对应的理论功率；计算三个时刻点的功率偏差比；将三个时刻点的功率偏差比与功率偏差系数比较，获得正常发电时刻数COUNT；若正常发电时刻数COUNT>＝2，电站判定为正常发电；若正常发电时刻数COUNT<2，则进入下一步；根据理论功率的变化比例和实际功率的变化比例判断电站的状态。其能够判断电站的工作状态，方便检修，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电站技术领域，具体涉及一种光伏电站故障及发电状况的判断方法和系统。
背景技术
光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。
对于光伏电站，有时会出现一些故障，对于故障的排查费时费力，无法准确判定电站的故障和发电状况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光伏电站故障及发电状况的判断方法，其能够判断电站的工作状态，方便检修，提高工作效率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光伏电站故障及发电状况的判断方法，包括以下步骤：
获取电站三个时刻点的实际功率依次为P1、P2和P3，所述三个时刻点的瞬时辐照度依次为Es1、Es2和Es3；
判断所述三个时刻点的实际功率是否满足P1＝P2＝P3，若不满足，则进入下一步；
由所述三个时刻点的瞬时辐照度Es1、Es2和Es3，计算获得三个时刻点对应的理论功率依次为TP1、TP2和TP3；
根据理论功率TP1、TP2和TP3和实际功率P1、P2和P3，计算三个时刻点的功率偏差比D1、D2、D3；
设定功率偏差系数D，将三个时刻点的功率偏差比D1、D2、D3与功率偏差系数D比较，获得正常发电时刻数COUNT；
若正常发电时刻数COUNT>＝2，电站判定为正常发电；若正常发电时刻数COUNT<2，则进入下一步；
根据三个时刻点的理论功率TP1、TP2、TP3，计算获得相邻两个时刻点的理论功率变化比例T12和T23，并计算获得相邻两个时刻点的实际功率变化比例P12和P23；
根据理论功率的变化比例和实际功率的变化比例判断电站的状态。
作为优选的，所述“根据理论功率的变化比例和实际功率的变化比例判断电站的状态”，具体包括：
设定功率变化比例偏差系数T，将所述理论功率变化比例与实际功率变化比例的差值与偏差系数T相比较；
当合理范围个数大于等于1时，则当前电站存在设备故障；
当合理范围个数小于1时，则当前电站存在限电情况；所述合理范围为理论功率变化比例与实际功率变化比例的差值小于功率变化比例偏差系数T的个数。
作为优选的，所述“判断所述三个时刻点的实际功率是否满足P1＝P2＝P3，若不满足，则进入下一步”，还包括：
所述三个时刻点的实际功率若满足P1＝P2＝P3，则进入判断是否停止发电环节。
作为优选的，所述“判断是否停止发电环节”，具体包括：
获取从当日三个时刻点的累积电量依次为E1、E2和E3；
判断三个时刻点的累积电量是否满足E1＝E2＝E3，若不满足，则电站存在信号传输异常的问题。
作为优选的，所述“判断三个时刻点的累积电量是否满足E1＝E2＝E3，若不满足，则电站存在信号传输异常的问题”，之后还包括：
若满足E1＝E2＝E3，则进入下一步；
获取一整天所有时刻点的功率PD和所有时刻点的累积电量ED数据，若一整天所有时刻点的功率PD有变化，则电站中途停电。
作为优选的，所述“获取一整天所有时刻点的功率PD和所有时刻点的累积电量ED数据，若一整天所有时刻点的功率PD有变化，则电站中途停电”，之后还包括：
若一整天所有时刻点的功率PD无变化，则进入下一步；
判断所有时刻点的累积电量ED是否有变化；若累积电量ED无变化，则电站停电；若累积电量ED有变化，则电站存在信号传输异常。
一种光伏电站故障及发电状况的判断系统，其特征在于，基于上述的光伏电站故障及发电状况的判断方法。
本发明的有益效果：
1、本发明通过采集三个时刻点的实际功率表和瞬时辐照度，获得理论功率变化比例与实际功率变化比例，从而判断电站的状态，如此获取电站是否故障或者限电状态。
2、本发明便于及时监测与预判电站的工作状态，方便检修，提高工作效率。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本发明公开了一种光伏电站故障及发电状况的判断方法和系统，所述的判断方法包括两大分支判断：
第一种、电站还在发电中，但存在发电异常模块的判断；
第二种、电站停止发电，判断电站是否停止发电以及停止发电的各种现象。
一、本发明的具体判断步骤如下：
(1)取电站三个时刻点的实际功率(P1、P2、P3)、瞬时辐照度(Es1、Es2、Es3)；三个时刻点可取离当前时刻较近的三个时刻点。
例如，设当前时间段为T，取T1时刻的瞬时辐照度为Es1，T1时刻的实际功率为P1；取T2时刻的瞬时辐照度Es2，T2时刻的实际功率为P2；取T3时刻的瞬时辐照度Es3，T3时刻的实际功率为P3；其中，T1＝T-t，T2＝T-2*t，T3＝T-3*t，t为预定时间段，如：t可取5min。
(2)判断所述三个时刻点的实际功率是否满足P1＝P2＝P3，若不满足，则进入下一步，，否则进入电站是否停止发电判断环节；此处电站是否停止发电环节为前述的第二种分支。
(3)通过所取瞬时辐照度(Es1、Es2、Es3)，计算得出相应理论功率(TP1、TP2、TP3)；TP1为T1时刻的理论功率，TP2为T2时刻的理论功率，TP3为T3时刻的理论功率.
理论功率计算公式：TP1＝C(电站实际装机)*Es1(瞬时辐照度)*CC(转换系数)
转换系数(CC)计算公式：
N1…Nn：最近一年来辐照度>200w/㎡(排除辐照较低因素影响)；P1…Pn:与N1…Np相对应时刻点的瞬时功率；采用大数据技术，每天重算一次。而TP2、TP3计算同TP1。
(4)根据三个时刻点的理论功率(TP1、TP2、TP3)与相应时刻点的实际功率(P1、P2、P3)，获得功率偏差比(D1、D2、D3)与设定偏差系数(D)进行比较，获得正常发电时刻数COUNT；
D1＝(TP1-P1)/P1、D2＝(TP2-P2)/P2、D3＝(TP3-P3)/P3
分别比较D1是否小于D、D2是否小于D，以及D3是否小于D,获得COUNT数，COUNT数为功率偏差比(D1、D2、D3)在偏差系数(D)内的个数。
偏差系数(D)：在电站初期计算时设定一个定值，比如30％,每次计算后标记符合正常发电的数据为计算偏差比有效数据。随着有效数据的增加(设定时间为30天)，偏差系数根据有效时刻点数计算得出，如下：
(5)当偏差比在合理范围内的个数COUNT>＝2时，电站判定为正常发电，判断结束；当COUNT<2时进行下一步；
由于光伏电站发电，受云系等、遮挡等外部条件影响较大，所以判断不能要求完全符合，这里采取COUNT>＝2，作为判断界限。
(6)根据三个时刻点的理论功率(TP1、TP2、TP3)，计算获得相邻两个时刻点的理论功率变化比例(T12、T23)、计算获得相邻两个时刻点的功率变化比例(P12、P23)(T12-P12)。
其中，相邻两个时刻点是原来选取的三个时刻点T1和T2，以及T2和T3.
此判断原理主要根据理论功率变化比例与实际功率的变化比例进行正相关比较，具体计算公式如下：
T12＝(TP1-TP2)/TP1
T23＝(TP2-TP3)/TP2
P12＝(P1-P2)/P1
P23＝(P2-P3)/P2
参见表1，为湖北某电站集电线故障发电时，相邻两个时刻点的理论功率变化比例(T12、T23)数据；参见表2为湖北某电站集电线故障发电，相邻两个时刻点的实际功率变化比例(P12、P23)。
表1
表2
表1和表2是一组以湖北某电站，部分集电线故障发电的实际数据：电站实时装机容量为50.26MW理论功率变化与实际功率变化正相关，实际功率与理论功率差距较大，符合电站设备故障特征。
参见表3，为湖北某电站限电发电时，相邻两个时刻点的理论功率变化比例(T12、T23)数据；参见表4，为湖北某电站限电发电时，相邻两个时刻点的实际功率变化比例(P12、P23)。
表3
表4
表3和表4是一组以湖北某电站限电发电的实际数据：电站实时装机容量为50.26MW电站实时装机容量为50.26MW，理论功率变化与实际功率变化，存在严重偏差，且实际功率在20MW上下浮动，符合限电发电特征。
(7)根据理论功率的变化比例和实际功率的变化比例判断电站的状态，具体包括：
设定功率变化比例偏差系数T，将三个时刻点所述理论功率变化比例与实际功率变化比例的差值与设定偏差系数(T)进行比较，当在合理范围个数大于等于1时，判断得出当前电站存在设备故障；当在合理范围个数小于1时，判断当前电站存在限电情况；所述合理范围为理论功率变化比例与实际功率变化比例的差值小于功率变化比例偏差系数T的个数。
偏差系数(T)：在电站初期计算时设定一个定值，比如8％,每次计算后标记符合正常发电的数据为计算偏差比有效数据。随着有效数据的增加(设定时间为30天)，偏差系数根据有效时刻点数计算得出，如下：
根据(6)取得的理论功率变化比例(T12)与实际功率变化比例(P12、P23)进行判断：
以故障电站判断方法：
|T12–P12|＝4.96％-5.74％＝0.78％<T(8％)，COUNT2(特征计数)＝1
|T23–P23|＝7.86％-9.15％＝1.29％<T(8％)，COUNT2(特征计数)＝2
限电发电通故障电站判断方法相同。
二、判断电站是否停止发电的步骤
(1)当三个时刻点的实际功率若满足P1＝P2＝P3时，获取从当日三个时刻点的累积电量依次为E1、E2和E3
E1＝从当天并网发电开始到t1时刻的累积电量；
E2＝从当天并网发电开始到t2时刻的累积电量；
E3＝从当天并网发电开始到t3时刻的累积电量。
(2)判断三个点的当天累积电量(E1、E2、E3)是否相等；
如果三个时刻点的累积电量(E1、E2、E3)不相等，即不满足E1＝E2＝E3，则电站信号存在信号传输异常；
如果三个时刻点的累积电量相同，进行下一步的判断；
(3)获取一整天功率点(PD)和所有时刻点的累积电量(ED)数据，若一整天所有时刻点的功率PD有变化，则电站中途停电；若功率无变化进行下一步判断。
(4)当一整天所有时刻点的功率PD无变化，判断所有时刻点的累积电量ED是否有变化；
若累积电量ED无变化，则电站停电；若累积电量ED有变化，则电站存在信号传输异常。
电站信号存在信号传输异常：在辐照度高于特定值(200w/㎡)时，三个时刻点功率(P1、P2、P3)无变化，且三个时刻点的电量有变化(E1、E2、E3)，理论上不存在这种状况的可能，判断为电站功率信号传输异常。
如果三个时刻点的功率(P1、P2、P3)相等、且累积电量也相等(E1、E2、E3)，获取从当天并网发电至当天时间所有时刻点的功率(PD)、获取从当天并网发电至当天时间所有时刻点的累积电量(PD)(每个时刻点都有一个从并网发电到取点时刻点的累积电量数据，E1、E2、E3就是每个时刻点的累积发电量)
并网发电：当辐照度大于特定值(各电站设计原因，并网发电辐照度不统一)，逆变器开始有电流产生，达到一定电流是才能接入国家电网，传输电量，这个叫做并网发电。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (6)
1.一种光伏电站故障及发电状况的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取电站三个时刻点的实际功率依次为P1、P2和P3，所述三个时刻点的瞬时辐照度依次为Es1、Es2和Es3；
判断所述三个时刻点的实际功率是否满足P1＝P2＝P3，若不满足，则进入下一步；
由所述三个时刻点的瞬时辐照度Es1、Es2和Es3，计算获得三个时刻点对应的理论功率依次为TP1、TP2和TP3；
根据理论功率TP1、TP2和TP3和实际功率P1、P2和P3，计算三个时刻点的功率偏差比D1、D2、D3；
设定功率偏差系数D，将三个时刻点的功率偏差比D1、D2、D3与功率偏差系数D比较，获得正常发电时刻数COUNT，其中，COUNT数为功率偏差比D1、D2、D3在偏差系数D内的个数；
若正常发电时刻数COUNT>＝2，电站判定为正常发电；若正常发电时刻数COUNT<2，则进入下一步；
根据三个时刻点的理论功率TP1、TP2、TP3，计算获得相邻两个时刻点的理论功率变化比例T12和T23，并计算获得相邻两个时刻点的实际功率变化比例P12和P23；
根据理论功率的变化比例和实际功率的变化比例判断电站的状态，所述电站状态为设备故障和限电情况；
其中，“根据理论功率的变化比例和实际功率的变化比例判断电站的状态”，具体包括：
设定功率变化比例偏差系数T，将所述理论功率变化比例与实际功率变化比例的差值与偏差系数T相比较；
当合理范围个数大于等于1时，则当前电站存在设备故障；
当合理范围个数小于1时，则当前电站存在限电情况；所述合理范围为理论功率变化比例与实际功率变化比例的差值小于功率变化比例偏差系数T的个数。
2.如权利要求1所述的光伏电站故障及发电状况的判断方法，其特征在于，所述“判断所述三个时刻点的实际功率是否满足P1＝P2＝P3，若不满足，则进入下一步”，还包括：
所述三个时刻点的实际功率若满足P1＝P2＝P3，则进入判断是否停止发电环节。
3.如权利要求2所述的光伏电站故障及发电状况的判断方法，其特征在于，所述“判断是否停止发电环节”，具体包括：
获取从当日三个时刻点的累积电量依次为E1、E2和E3；
判断三个时刻点的累积电量是否满足E1＝E2＝E3，若不满足，则电站存在信号传输异常的问题。
4.如权利要求3所述的光伏电站故障及发电状况的判断方法，其特征在于，所述“判断三个时刻点的累积电量是否满足E1＝E2＝E3，若不满足，则电站存在信号传输异常的问题”，之后还包括：
若满足E1＝E2＝E3，则进入下一步；
获取一整天所有时刻点的功率PD和所有时刻点的累积电量ED数据，若一整天所有时刻点的功率PD有变化，则电站中途停电。
5.如权利要求1所述的光伏电站故障及发电状况的判断方法，其特征在于，所述“获取一整天所有时刻点的功率PD和所有时刻点的累积电量ED数据，若一整天所有时刻点的功率PD有变化，则电站中途停电”，之后还包括：
若一整天所有时刻点的功率PD无变化，则进入下一步；
判断所有时刻点的累积电量ED是否有变化；若累积电量ED无变化，则电站停电；若累积电量ED有变化，则电站存在信号传输异常。
6.一种光伏电站故障及发电状况的判断系统，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的光伏电站故障及发电状况的判断方法。
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