CN112260649A - 一种光伏电站组件级故障诊断系统及其诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏电站组件级故障诊断系统，包括组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元、故障诊断单元以及通信网络，所述数据收集单元通过通信网络分别与组件阵列单元和故障诊断单元对接，所述光伏逆变单元与所述故障诊断单元通过通信网络对接。本发明提供一种光伏电站组件级故障诊断系统，通过将组件阵列单元和数据收集单元的设置，设置光伏单组件的对应的数据收集单元，获取光伏单组件的实时数据，并通过故障诊断单元对光伏单组件进行故障诊断，通过这种设置，还可准确判定存在故障的光伏单组件，提高故障判断准确率；本发明还提供了一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，通过该方法的设计，为光伏电站组件级故障诊断系统提供了理论指导和参考依据。

Description

一种光伏电站组件级故障诊断系统及其诊断方法
技术领域
本发明属于光伏组件故障诊断技术领域，尤其涉及一种光伏电站组件级故障诊断系统及其诊断方法。
背景技术
目前集中式光伏发电系统中的光伏电池采用多级串联然后统一接入逆变器进行发电，此方式下电站建设成本相对分布式光伏电站低，但也存在一些问题，由于所有电池串联，难以获取单个光伏电池的运行状态如电流、电压、温度等数据，故无法进一步通过算法来进行故障诊断；现有的光伏电站系统设计成本的限制，一般做法是在逆变器设备侧对整个光伏电池组串进行电压/电流的扫描得到整个串的运行数据，再通过算法检测当前串中是否存在异常的电池，此方法无法精确定位，故障判断准确率也受限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种光伏电站组件级故障诊断系统，通过将组件阵列单元和数据收集单元的设置，设置光伏单组件的对应的数据收集单元，获取光伏单组件的实时数据，并通过故障诊断单元对光伏单组件进行故障诊断，通过这种设置，还可准确判定存在故障的光伏单组件，提高故障判断准确率；本发明还提供了一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，通过该方法的设计，为光伏电站组件级故障诊断系统提供了理论指导和参考依据。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种光伏电站组件级故障诊断系统，包括组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元、故障诊断单元以及通信网络，所述数据收集单元通过通信网络分别与组件阵列单元和故障诊断单元对接，所述光伏逆变单元与所述故障诊断单元通过通信网络对接；
所述组件阵列单元包括多个并联连接的光伏串组件，所述串组件包括多个串联连接的光伏单组件；
所述数据收集单元包括电流采样子单元、电压采样子单元和温度传感器子单元，所述数据收集单元安装于所述光伏单组件上，用于采集和记录光伏单组件的实时数据，并将所述实时数据传输至故障诊断单元；
所述光伏逆变单元用于控制光伏单组件的工作条件，并将所述工作条件按照算法进行变化，产生所需数据，并将所述所需数据传输至数据收集单元；
所述故障诊断单元包括供电子单元和微型控制器，所述故障诊断单元用于向光伏逆变单元发出扫描指令，扫描光伏曲线，获取扫描期间的光伏数据曲线，所述故障诊断单元还用于按照固定间隔发出采集指令至数据收集单元，数据收集单元接收采集指令后，采集单组件上的实时数据。
进一步地，所述通信网络为Wifi、Zi gbee、Sub-1G、RS-485、CAN、电力线载波中的一种。
进一步地，所述实时数据包括电压数据、电流数据以及环境温度数据。
进一步地，所述供电子单元用于对组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元以及故障诊断单元之间进行电力连接。
进一步地，所述微型控制器为以ARM CORTEX-M0为核心的控制器。
一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，该方法包括以下步骤：
步骤a：微型控制器向光伏逆变单元下发扫描指令，光伏逆变单元接收到扫描指令后，按照指令中的功率参数进行功率输出，获取单组件功率变化数据和伏/安值变化数据，生成单组件的光伏曲线，并将所述单组件的光伏曲线通过通信网络传输至微型控制器；
步骤b：微型控制器按照时间间隔向数据收集单元下发采集指令，所述采集指令中携带有时间戳，数据收集单元接收到采集指令后，采集伏/安值变化数据，获取带有时间戳的光伏曲线，并将所述带有时间戳的光伏曲线通过通信网络传输至微型控制器；
步骤c：微型控制器获取单组件的光伏曲线和带有时间戳的光伏曲线，并将单组件的光伏曲线与带有时间戳的光伏曲线进行同步、对齐处理，进行故障诊断算法，对组件阵列单元进行故障诊断。
进一步地，所述时间间隔，为扫描指令和采集指令下发的时间差。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供一种光伏电站组件级故障诊断系统，通过将组件阵列单元和数据收集单元的设置，设置光伏单组件的对应的数据收集单元，获取光伏单组件的实时数据，并通过故障诊断单元对光伏单组件进行故障诊断，通过这种设置，还可准确判定存在故障的光伏单组件，提高故障判断准确率。
2、本发明还提供了一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，通过该方法的设计，为光伏电站组件级故障诊断系统提供了理论指导和参考依据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明提供的光伏电站组件级故障诊断系统结构图；
图2是本发明提供的光伏电站组件级故障诊断系统结构示意图；
图3是本发明提供的光伏电站组件级故障诊断系统流程图；
图4是本发明提供的光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1至图3所示的一种光伏电站组件级故障诊断系统，包括组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元、故障诊断单元以及通信网络，数据收集单元通过通信网络分别与组件阵列单元和故障诊断单元对接，光伏逆变单元与故障诊断单元通过通信网络对接；
组件阵列单元包括多个并联连接的光伏串组件，串组件包括多个串联连接的光伏单组件；
数据收集单元包括电流采样子单元、电压采样子单元和温度传感器子单元，数据收集单元安装于光伏单组件上，用于采集和记录光伏单组件的实时数据，并将实时数据传输至故障诊断单元；
光伏逆变单元用于控制光伏单组件的工作条件，并将工作条件按照算法进行变化，产生所需数据，并将所需数据传输至数据收集单元；
故障诊断单元包括供电子单元和微型控制器，故障诊断单元用于向光伏逆变单元发出扫描指令，扫描光伏曲线，获取扫描期间的光伏数据曲线，故障诊断单元还用于按照固定间隔发出采集指令至数据收集单元，数据收集单元接收采集指令后，采集单组件上的实时数据；
通信网络为Wifi、Zigbee、Sub-1G、RS-485、CAN、电力线载波中的一种；
实时数据包括电压数据、电流数据以及环境温度数据；
供电子单元用于对组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元以及故障诊断单元之间进行电力连接；
微型控制器为以ARM CORTEX-M0为核心的控制器。
本实施例中，通过将组件阵列单元和数据收集单元的设置，设置光伏单组件的对应的数据收集单元，获取光伏单组件的实时数据，并通过故障诊断单元对光伏单组件进行故障诊断，通过这种设置，还可准确判定存在故障的光伏单组件，提高故障判断准确率。
实施例2
一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，该方法包括以下步骤：
步骤a：微型控制器向光伏逆变单元下发扫描指令，光伏逆变单元接收到扫描指令后，按照指令中的功率参数进行功率输出，获取单组件功率变化数据和伏/安值变化数据，生成单组件的光伏曲线，并将单组件的光伏曲线通过通信网络传输至微型控制器；
步骤b：微型控制器按照时间间隔向数据收集单元下发采集指令，采集指令中携带有时间戳，数据收集单元接收到采集指令后，采集伏/安值变化数据，获取带有时间戳的光伏曲线，并将带有时间戳的光伏曲线通过通信网络传输至微型控制器；
步骤c：微型控制器获取单组件的光伏曲线和带有时间戳的光伏曲线，并将单组件的光伏曲线与带有时间戳的光伏曲线进行同步、对齐处理，进行故障诊断算法，对组件阵列单元进行故障诊断；
时间间隔，为扫描指令和采集指令下发的时间差。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
本实施例中，通过该方法的设计，为光伏电站组件级故障诊断系统提供了理论指导和参考依据。
本发明提供了一种光伏电站组件级故障诊断系统及其诊断方法，通过光伏电站组件级故障诊断系统的设置，可对光伏单组件进行故障诊断，解决了现有方法无法对光伏电池组件级进行故障诊断与定位的问题；通过光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法的设置，为光伏电站组件级故障诊断系统的使用提供了参考和使用方法。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种光伏电站组件级故障诊断系统，其特征在于：包括组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元、故障诊断单元以及通信网络，所述数据收集单元通过通信网络分别与组件阵列单元和故障诊断单元对接，所述光伏逆变单元与所述故障诊断单元通过通信网络对接；
所述组件阵列单元包括多个并联连接的光伏串组件，所述串组件包括多个串联连接的光伏单组件；
所述数据收集单元包括电流采样子单元、电压采样子单元和温度传感器子单元，所述数据收集单元安装于所述光伏单组件上，用于采集和记录光伏单组件的实时数据，并将所述实时数据传输至故障诊断单元；
所述光伏逆变单元用于控制光伏单组件的工作条件，并将所述工作条件按照算法进行变化，产生所需数据，并将所述所需数据传输至数据收集单元；
所述故障诊断单元包括供电子单元和微型控制器，所述故障诊断单元用于向光伏逆变单元发出扫描指令，扫描光伏曲线，获取扫描期间的光伏数据曲线，所述故障诊断单元还用于按照固定间隔发出采集指令至数据收集单元，数据收集单元接收采集指令后，采集单组件上的实时数据。
2.根据权利要求1所述的一种光伏电站组件级故障诊断系统，其特征在于：所述通信网络为Wifi、Zigbee、Sub-1G、RS-485、CAN、电力线载波中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种光伏电站组件级故障诊断系统，其特征在于：所述实时数据包括电压数据、电流数据以及环境温度数据。
4.根据权利要求1所述的一种光伏电站组件级故障诊断系统，其特征在于：所述供电子单元用于对组件阵列单元、数据收集单元、光伏逆变单元以及故障诊断单元之间进行电力连接。
5.根据权利要求1所述的一种光伏电站组件级故障诊断系统，其特征在于：所述微型控制器为以ARM CORTEX-M0为核心的控制器。
6.一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤a：微型控制器向光伏逆变单元下发扫描指令，光伏逆变单元接收到扫描指令后，按照指令中的功率参数进行功率输出，获取单组件功率变化数据和伏/安值变化数据，生成单组件的光伏曲线，并将所述单组件的光伏曲线通过通信网络传输至微型控制器；
步骤b：微型控制器按照时间间隔向数据收集单元下发采集指令，所述采集指令中携带有时间戳，数据收集单元接收到采集指令后，采集伏/安值变化数据，获取带有时间戳的光伏曲线，并将所述带有时间戳的光伏曲线通过通信网络传输至微型控制器；
步骤c：微型控制器获取单组件的光伏曲线和带有时间戳的光伏曲线，并将单组件的光伏曲线与带有时间戳的光伏曲线进行同步、对齐处理，进行故障诊断算法，对组件阵列单元进行故障诊断。
7.根据权利要求6所述的一种光伏电站组件级故障诊断系统诊断方法，其特征在于：所述时间间隔，为扫描指令和采集指令下发的时间差。
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