CN112505518B - 一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统 - Google Patents

一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。

Description

一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及光伏组串技术领域，更具体的说，涉及一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统。
背景技术
光伏发电以其清洁高效的优势，近年来得到了广泛的落地与应用。光伏组串作为光伏发电系统的重要组成部分，对其发电能力评估和故障诊断为提升光伏发电系统发电量起到了至关重要的作用。积尘是影响光伏组串发电性能的主要因素之一，积尘不仅降低了光伏组串的能量转化效率，而且严重积尘还会引起光伏组串热斑，从而对光伏组串的运行寿命产生影响。
现有对光伏组串积尘的检测方案中，主要有两种方式：第一种方式为：通过将自然积尘光伏组串和标准清洁光伏组串进行对比，来确定光伏组串是否存在积尘。第二种方式为：通过获取历史发电数据，将光伏组串发电能力归一到统一标准下，并将归一后的光伏组串发电能力与额定理论值进行比较，来确定光伏组串是否存在积尘。
然而，第一种将自然积尘光伏组串和标准清洁光伏组串进行对比的方式，需要人为去现场获取光伏组串上的积尘，因此，费时费力。第二种利用历史发电数据确定光伏组串是否存在积尘的方式不具备实时性，需要积累一定数量的历史发电数据量，才能对光伏组串是否存在积尘进行较好评估。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统，通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
一种光伏组串积尘检测方法，应用于处理器，所述处理器分别与气象监测装置和光伏特性IV扫描装置连接，所述方法包括：
获取所述气象监测装置监测的气象数据；
基于所述气象数据，向所述IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能；
获取所述IV扫描装置上传的IV扫描数据；
从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值；
基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
可选的，所述从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，具体包括：
根据所述IV扫描数据绘制IV曲线；
将所述IV曲线折算到STC曲线标准下，得到目标IV曲线；
从所述目标IV曲线中提取出所述光伏组串参数特征值，其中，所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关。
可选的，所述组串最大功率值的表达式如下：
P＝max(Vi.stc*Ii.stc)；
式中，P为所述组串最大功率值，Vi.stc为所述IV曲线中第i采样点的电压值折算到所述STC曲线标准下的电压值，Ii.stc为所述IV曲线中第i采样点的电流值折算到所述STC曲线标准下的电流值；
所述组串功率损失值的表达式如下：
式中，εp为所述组串功率损失值，t表示光伏组串运行年限，Pm表示光伏组串额定功率值，η表示光伏组串年衰减率，t、Pm和η三个参数值均通过光伏组件铭牌信息获取；
所述组串短路电流值的表达式如下：
Isc＝max(Ii.stc)；
式中，Isc为所述组串短路电流值。
可选的，所述基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘，具体包括：
判断所述组串功率损失值是否大于功率损失阈值；
如果是，判断所述组串短路电流值是否小于组串短路电流阈值；
如果是，则判断所述组串失配拐点个数大于零或等于零；
当所述组串失配拐点个数大于零时，确定光伏组串的运行状态为组件故障或是组件积尘；
当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘。
可选的，还包括：
当所述组串功率损失值不大于所述功率损失阈值时，输出光伏组串的运行状态正常的提示信息。
可选的，还包括：
所述组串短路电流值不小于组串短路电流阈值时，上报发生组件故障的告警信息。
可选的，所述当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘，具体包括：
判断所述组串并联电阻值是否小于组串并联电阻阈值；
如果是，输出光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带；
如果否，则输出光伏组串存在均匀积尘。
可选的，当所述处理器与组件清洗装置连接时，在确定光伏组件的运行状态为组件积尘之后，还包括：
向所述组件清洗装置下发清洗指令，并在所述组件清洗装置根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗后，接收所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息。
可选的，在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，还包括：
在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，将光伏组串存在电流失配特征，且无法解耦所述电流失配特征由组件积尘导致或组件故障导致的场景定义为第一跟踪场景，针对所述第一跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定光伏组串仍存在由故障因素导致的发电损失，并上报告警信息，其中，εp1为所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第一次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第一组串功率损失值，εp2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第二组串功率损失值，δε为功率损失阈值；
将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，针对所述第二跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，当Rsh2<δR时，则确定光伏组串底部的淤泥未清洗干净，清洗效果欠佳，并上报告警信息，如果εp1>δε且εp2>δε，当Rsh2>δR时，则确定对光伏组件的整体清扫效果欠佳，其中，Rsh2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串并联电阻值，记为第二组串功率损失值，δR为组串并联电阻阈值；
将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定对光伏组串的清洗效果不佳，并上报告警信息。
一种光伏组串积尘检测装置，应用于处理器，所述处理器分别与气象监测装置和光伏特性IV扫描装置连接，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取所述气象监测装置监测的气象数据；
发送单元，用于基于所述气象数据，向所述IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能；
第二获取单元，用于获取所述IV扫描装置上传的IV扫描数据；
提取单元，用于从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值；
检测单元，用于基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
可选的，所述提取单元具体用于：
根据所述IV扫描数据绘制IV曲线；
将所述IV曲线折算到STC曲线标准下，得到目标IV曲线；
从所述目标IV曲线中提取出所述光伏组串参数特征值，其中，所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关。
可选的，所述组串最大功率值的表达式如下：
P＝max(Vi.stc*Ii.stc)；
式中，P为所述组串最大功率值，Vi.stc为所述IV曲线中第i采样点的电压值折算到所述STC曲线标准下的电压值，Ii.stc为所述IV曲线中第i采样点的电流值折算到所述STC曲线标准下的电流值；
所述组串功率损失值的表达式如下：
式中，εp为所述组串功率损失值，t表示光伏组串运行年限，Pm表示光伏组串额定功率值，η表示光伏组串年衰减率，t、Pm和η三个参数值均通过光伏组件铭牌信息获取；
所述组串短路电流值的表达式如下：
Isc＝max(Ii.stc)；
式中，Isc为所述组串短路电流值。
可选的，所述检测单元具体包括：
第一判断子单元，用于判断所述组串功率损失值是否大于功率损失阈值；
第二判断子单元，用于在所述第一判断子单元判断为是的情况下，判断所述组串短路电流值是否小于组串短路电流阈值；
第三判断子单元，用于在所述第二判断子单元判断为是的情况下，判断所述组串失配拐点个数大于零或等于零；
第一确定子单元，用于当所述组串失配拐点个数大于零时，确定光伏组串的运行状态为组件故障或是组件积尘；
第二确定子单元，用于当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘。
可选的，还包括：
输出子单元，用于在所述第一判断子单元判断为否的情况下，输出光伏组串的运行状态正常的提示信息。
可选的，还包括：
上报子单元，用于在所述第二判断子单元判断为否的情况下，上报发生组件故障的告警信息。
可选的，所述第二确定子单元具体用于：
判断所述组串并联电阻值是否小于组串并联电阻阈值；
如果是，输出光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带；
如果否，则输出光伏组串存在均匀积尘。
可选的，所述检测单元还包括：
指令发送子单元，用于当所述处理器与组件清洗装置连接时，在确定光伏组件的运行状态为组件积尘之后，向所述组件清洗装置下发清洗指令，并在所述组件清洗装置根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗后，接收所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息。
可选的，所述检测单元还包括：
第三确定子单元，用于在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，将光伏组串存在电流失配特征，且无法解耦所述电流失配特征由组件积尘导致或组件故障导致的场景定义为第一跟踪场景，针对所述第一跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定光伏组串仍存在由故障因素导致的发电损失，并上报告警信息，其中，εp1为所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第一次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第一组串功率损失值，εp2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第二组串功率损失值，δε为功率损失阈值；
将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，针对所述第二跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，当Rsh2<δR时，则确定光伏组串底部的淤泥未清洗干净，清洗效果欠佳，并上报告警信息，如果εp1>δε且εp2>δε，当Rsh2>δR时，则确定对光伏组件的整体清扫效果欠佳，其中，Rsh2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串并联电阻值，记为第二组串功率损失值，δR为组串并联电阻阈值；
将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定对光伏组串的清洗效果不佳，并上报告警信息。
一种光伏组串积尘检测系统，包括：处理器、气象监测装置和IV扫描装置，所述处理器分别与所述气象监测装置和所述IV扫描装置连接，所述处理器包括上述所述的光伏组串积尘检测装置。
可选的，还包括：通信控制模块，所述通信控制模块分别与所述气象监测装置、所述IV扫描装置、所述组件清洗装置和所述处理器连接；
所述通信控制模块用于：将所述气象监测装置监测的气象数据传输至所述处理器；
所述通信控制模块还用于：将所述处理器针对所述气象数据生成的IV扫描指令传输至所述IV扫描装置，并将所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能得到的IV扫描数据传输至所述处理器；
所述通信控制模块还用于：将所述处理器下发的清洗指令传输至所述组件清洗装置，并在所述组件清洗装置对光伏组串清洗完成后，将所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息传输至所述处理器。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测方法流程图；
图3为本发明实施例公开的一种从IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值的方法流程图；
图4为本发明实施例公开的一种IV曲线示意图；
图5为本发明实施例公开的一种基于光伏组串参数特征值检测光伏组串的运行状态的方法流程图；
图6为本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测及清洗系统的结构示意图；
图7为本发明实施例公开的一种IV曲线二次评估决策流程图；
图8为本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测装置的结构示意图；
图9为本发明实施例公开的一种检测单元的结构示意图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种光伏组串积尘检测方法、装置及系统，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
参见图1，本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测系统的结构示意图，该检测系统包括：气象监测装置11、IV(伏安特性)扫描装置12和处理器13，处理器13分别与气象监测装置11和IV扫描装置12连接。
其中，气象监测装置11用于监测气象数据，所述气象数据包括：环境辐照值和组串温度值。
气象监测装置11可以为与光伏组串同类型的任意硅基辐照仪，以及温度传感器。
IV扫描装置12用于接收处理器13发送的IV扫描指令，根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能，并将IV扫描数据上传至处理器13。
具体的，IV扫描装置12根据所述IV扫描指令向光伏组串施加正向电压，并通过传感检测获取到光伏组串级的IV扫描数据，并将所述IV扫描数据上传至处理器13。
在实际应用中，IV扫描装置12可以是光伏逆变器、功率优化器、外接扫描装置等具备IV扫描和检测功能的设备。
处理器13用于获取气象监测装置11检测的气象数据，并在确定所述气象数据中的环境辐照值大于辐照阈值时，向IV扫描装置发送所述IV扫描指令，并获取IV扫描装置12上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
其中，光伏组串参数特征值可以包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数。
辐照阈值的取值根据实际需要而定，比如500W/m2，本发明在此不做限定。
在实际应用中，处理器13可以是数据采集器等边缘层设备，也可以是站控平台或云平台等支持算法分析诊断功能的载体。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测系统包括：处理器13，以及与处理器13分别与气象监测装置11和IV扫描装置12，处理器13获取气象监测装置11监测的气象数据，当气象数据中的环境辐照值大于辐照阈值时，向IV扫描装置12发送IV扫描指令，使IV扫描装置12根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置12上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
参见图2，本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测方法流程图，该方法应用于图1所示实施例中的处理器，该方法包括：
步骤S101、获取气象监测装置监测的气象数据；
其中，所述气象数据可以包括：环境辐照值和组串温度值。
步骤S102、基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能；
在实际应用中，可以当所述气象数据中的环境辐照值大于辐照阈值时，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能。
其中，辐照阈值的取值根据实际需要而定，比如500W/m2，本发明在此不做限定。
本实施例中，当环境辐照值不大于辐照阈值时，返回步骤S101继续获取气象监测装置监测的气象数据，直至气象数据中的环境辐照值大于辐照阈值时，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能。
需要说明的是，当环境辐照值大于辐照阈值时才能使IV扫描装置执行IV扫描功能的原因为：IV扫描装置执行IV扫描功能得到的IV扫描数据，需要在环境辐照值较高时，其参数特征才更加明显，从而满足对IV曲线的诊断需求，而低环境辐照值下的IV曲线的诊断精度低。
步骤S103、获取所述IV扫描装置上传的IV扫描数据；
其中，IV扫描数据为多个电压和电流对构成的二维数组(Ui，Ii)，i＝1～N，N为正整数。
步骤S104、从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值；
其中，光伏组串参数特征值可以包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关。
步骤S105、基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测方法，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
为进一步优化上述实施例，参见图3，本发明实施例公开的一种从IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值的方法流程图，该方法包括：
步骤S201、根据IV扫描数据绘制IV曲线；
其中，IV曲线可参见图4所示，在图4中，Pm表示光伏组串额定功率，Rsh表示组串并联电阻，Isc表示组串短路电流，Voc表示组串断路电压。
IV扫描数据为多个电压和电流对构成的二维数组(Ui，Ii)，i＝1～N，N为正整数，本实施例以电压U为横轴，以I为纵轴，在平面上绘制IV曲线，该IV曲线也即伏安特性曲线。
步骤S202、将所述IV曲线折算到STC曲线标准下，得到目标IV曲线；
本实施例为了统一数据标准，将IV曲线折算到STC(Standard Test Condition，光伏组件标准测试条件)曲线标准下，以将IV曲线归一到统一基准下进行比较及提取光伏组串参数特征值。
折算公式如公式(1)所示，公式(1)如下：
式中，Ii为IV曲线中第i采样点的电流值，Ii.stc为IV曲线中第i采样点的电流值折算到STC曲线标准下的电流值，也即所述目标IV曲线中第i采样点的电流值，Ui为IV曲线中第i采样点的电压值，Vi.stc为IV曲线中第i采样点的电压值折算到STC曲线标准下的电压值，也即所述目标IV曲线中第i采样点的电压值，G为气象监测装置监测的环境辐照值，Gref表示STC标准辐照值，Gref＝1000w/m2，T表示气象监测装置监测的组串温度值，Tref表示STC理论辐照值Tref＝25℃，α、β、γ为STC工程经验折算系数，e为自然常数。
步骤S203、从所述目标IV曲线中提取出光伏组串参数特征值。
所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关。
具体的，①组串最大功率值P，表示光伏组串MPPT(Maximum Power PointTracking，最大功率点追踪控制太阳能控制器)跟踪的工作功率，组串最大功率值P的表达式如公式(2)所示，公式(2)如下：
P＝max(Vi.stc*Ii.stc)(2)；
②组串功率损失值εp，表示光伏组串的功率损失值，组串功率损失值εp的表达式如公式(3)所示，公式(3)如下：
式中，t表示光伏组串运行年限，Pm表示光伏组串额定功率值，η表示光伏组串年衰减率，t、Pm和η三个参数值均通过光伏组件铭牌信息获取。
③组串短路电流值Isc，组串短路电流值Isc与光伏组串能够接收的环境辐照值成正比例关系，组串短路电流值Isc与光伏组串积尘有直接影响关系，组串短路电流值Isc的表达如公式(4)所示，公式(4)如下：
Isc＝max(Ii.stc)(4)；
光伏组串表面积尘主要影响光伏组串能够吸收环境辐照值的大小，进而基于电流值与辐照值的正比例关系影响组串短路电流值，换句话说，光伏组串积尘与组串短路电流值降低有必然联系，组串短路电流值的损失程度可以作为光伏积尘评估的直接依据之一。
④组串并联电阻值Rsh,表征光伏组串在低压区的特征，与光伏组串灰尘有直接关联，组串并联电阻值Rsh的表达式如公式(5)所示，公式(5)如下：
式中，k＝int(0.5*n)，表示低压区节点位置，n指IV数据点个数，n＞100，f′()表示为斜率计算函数，即串阻值等于IV曲线电压区采样点斜率的负导数。
⑤组串失配拐点个数nlip，如图4所示，组串失配拐点指IV曲线中具备下凹特性的拐点(如图4中下拐点)，其数学意义是IV曲线二阶导数的正负切变点，可通过曲线二阶导数的正负性来识别，在实际应用中，记录组串失配拐点个数个数nlip。
参见图5，本发明实施例公开的一种基于光伏组串参数特征值检测光伏组串的运行状态的方法流程图，光伏组串的运行状态包括：正常、组件积尘或组件故障，该方法包括：
步骤S301、判断组串功率损失值是否大于功率损失阈值，如果否，则执行步骤S302，如果是，则执行步骤S303；
当组串功率损失值εp＞δε时，δε为功率损失阈值，说明组串功率发电损失达到一定程度，此时，继续执行步骤S303，反之，当εp≤δε时，说明组串功率发电损失较小，表明光伏组件处于正常工作状态，光伏组件是否存在积尘的检测流程结束，不执行后续光伏组件积尘分析和清洗指令下发操作。
步骤S302、输出光伏组串的运行状态正常的提示信息；
步骤S303、判断组串短路电流值是否小于组串短路电流阈值，如果否，则执行步骤S304，如果是，则步骤S305；
当组串短路电流值Isc＜δI，δI为组串短路电流阈值，表明光伏组串的电流有明显损失，可能存在一定程度积尘的影响，此时，继续执行步骤S305；反之，当Isc≥δI时，则表明光伏组串的电流不存在积尘的影响，光伏组串的发电损失可能与其他故障有关，也即光伏组串发生组件故障，此时处理器上报告警信息，以指导运维人员排查光伏组串异常故障。
步骤S304、上报发生组件故障的告警信息；
步骤S305、判断组串失配拐点个数大于零或等于零，如果大于零，则执行步骤S306，如果等于零，则执行步骤S307；
当组串失配拐点个数nlip＞0时，表示光伏组串存在电流失配，此时，将存在电流失配的光伏组串列入第一跟踪场景的光伏组串，积尘清洗装置执行组串清扫工作。将光伏组串存在电流失配特征，且无法解耦该电流失配特征是由组件积尘(比如，严重非均匀积尘)导致或组件故障(比如，阴影遮挡、玻璃碎裂等)导致的场景定义为：第一跟踪场景，需要通过对光伏组件清洗将积尘因素和故障因素解耦开，定位光伏组件存在的问题。
如果nlip＝0，表示光伏组串无电流失配特征，发电损失主要由积尘因素引起的，进一步执行步骤S307，定位积尘特征。
步骤S306、确定光伏组串的运行状态为组件故障或是组件积尘；
步骤S307、确定光伏组件的运行状态为组件积尘。
需要特别说明的是，本实施例中，还可以基于组串并联电阻值与组串并联电阻阈值的大小关系确定组串积尘程度。
因此，为进一步优化上述实施例，步骤S307具体可以包括：
判断组串并联电阻值是否小于组串并联电阻阈值，如果是，输出光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带，如果否，则输出光伏组串存在均匀积尘。
具体的，当组串并联电阻值Rsh＜δR时，δR为组串并联电阻阈值，表明光伏组串存在严重底部积尘集聚或存在淤泥带，此时，将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，并将底部积尘集聚或存在淤泥带的光伏组串列入第二跟踪场景的光伏组串，否则，Rsh≥δR时，表明光伏组件存在均匀积尘，具体为严重均匀积尘，此时，将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，并将存在均匀积尘的光伏组串列入第三跟踪场景的光伏组串。
为便于后续对光伏组串的清洗提供指导，在步骤S307之后，还可以包括：
记录当前的组串功率损失值和组串并联电阻值。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测方法，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
另外，本发明通过有效评估光伏组串是否有明显发电损失，进一步对击沉因素和故障因素进行解耦，以便确定光伏组串的发电损失是由积尘导致还是由组件故障导致。并且，本发明基于组串并联电阻值与组串并联电阻阈值的大小关系，进一步确定积尘的具体类型，即确定积尘为光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带，或是，光伏组串存在均匀积尘。
需要说明的是，基于上述方法检测出光伏组串存在积尘后，本发明还可以对光伏组串上的积尘进行清洗，以便光伏组串在进行清洗后继续工作。
参见图6，本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测及清洗系统的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，系统还可以包括：组件清洗装置14；
组件清洗装置14与处理器13连接，用于接收处理器13下发的清洗指令，根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗，并在清洗完成后向处理器13反馈清洗完成信息。
具体的，组件清洗装置14根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对定位为第一跟踪场景和第二跟踪场景的光伏组串进行滚动清洗，并在清洗完成后向处理器13反馈清洗完成信息。
在实际应用中，组件清洗装置14可以是任一类型支持光伏组串清洗的组件清洗装置设备。
需要说明的是，在实际应用中，气象监测装置11、IV扫描装置12和组件清洗装置14可直接与处理器13连接，或是，气象监测装置11、IV扫描装置12和组件清洗装置14通过通信控制模块与处理器13连接。
因此，为进一步优化上述实施例，检测系统还可以包括：通信控制模块15；
通信控制模块15分别与气象监测装置11、IV扫描装置12、组件清洗装置13和处理器13连接，通信控制模块15用于：将气象监测装置11监测的气象数据传输至处理器13；还用于将处理器13针对所述气象数据生成的IV扫描指令传输至IV扫描装置12，并将IV扫描装置12根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能得到的IV扫描数据传输至处理器13；还用于将处理器13下发的清洗指令传输至组件清洗装置14，并在组件清洗装置14对光伏组串清洗完成后，将组件清洗装置14反馈的清洗完成信息传输至处理器13。
因此，当检测系统还可以包括：组件清洗装置，在图5所示实施例中确定光伏组件的运行状态为组件积尘之后，还可以包括：
向组件清洗装置下发清洗指令，并在所述组件清洗装置根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗后，接收组件清洗装置反馈的清洗完成信息。
需要说明的是，当处理器接收到组件清洗装置反馈的清洗完成信息后，处理器还会向IV扫描装置第二次下发IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令再次执行IV扫描功能，并将第二次的IV扫描数据上传至处理器，处理器根据第二次的IV扫描数据绘制IV曲线，进而提取光伏组串参数特征值，基于第二次提取的光伏组串参数特征值检测光伏组件是否存在积尘或故障。
本发明针对IV扫描数据确定的IV曲线进行二次评估时，针对不同的跟踪场景定位不同的问题。针对第一跟踪场景，主要是为了解耦积尘因素和故障因素，定位光伏组串存在的具体问题。针对第二跟踪场景和第三跟踪场景，主要对光伏组串进行清洗结果校验，评估组件清洗装置的清洗效果是否有效，组件清洗装置的清洗毛刷有无故障等。
参见图7，本发明实施例公开的一种IV曲线二次评估决策流程图，为了区分表述，定义根据第一次IV扫描数据确定的组串功率损失值为第一组串功率损失值εp1，在对光伏组串进行清洗后，根据述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串功率损失值为第二组串功率损失值εp2，在对光伏组串进行清洗后，根据述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串并联电阻值为第二组串并联电阻值Rsh2。
具体的，针对第一跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，表示对光伏组串清洗后，光伏组串的发电损失减少，由此得出结论：确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起，评估流程结束；如果εp1>δε且εp2≥δε，确定对光伏组串清洗后，光伏组串的发电损失无变化，由此得出结论：光伏组串仍存在由故障因素导致的发电损失，此时，处理器上报告警信息，通知运维人员对光伏组串进行故障排查。
针对第二跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，表示对光伏组串清洗后，光伏组串的发电损失减少，由此得出结论：确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起，评估流程结束；如果εp1>δε且εp2≥δε，进一步评估组串并联电阻值，如果Rsh2<δR，则确定光伏组串底部的淤泥未清洗干净，清洗效果欠佳，具体可能是底部的毛刷清洗效果欠佳，此时，处理器上报告警信息，通知运维人员排查组件清洗装置问题；如果Rsh2>δR，表明对光伏组件的整体清扫效果欠佳，此时，处理器上报告警信息，通知运维人员排查组件清洗装置问题。
针对第三跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，表示对光伏组串清洗后，光伏组串的发电损失减少，由此得出结论：确定光伏组串发电损失主要由积尘引起，评估流程结束；如果εp1>δε且εp2≥δε，确定对光伏组串的清洗效果不佳，可能是组件清洗装置整体清扫效果欠佳，此时，处理器上报告警信息，通知运维人员排查组件清洗装置问题。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测方法，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
另外，本发明通过有效评估光伏组串是否有明显发电损失，进一步对击沉因素和故障因素进行解耦，以便确定光伏组串的发电损失是由积尘导致还是由组件故障导致。并且，本发明基于组串并联电阻值与组串并联电阻阈值的大小关系，进一步确定积尘的具体类型，即确定积尘为光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带，或是，光伏组串存在均匀积尘。
进一步，本发明将IV扫描数据诊断和组件清洗装置联动组合，根据对IV扫描数据的诊断结果来控制组件清洗装置工作或是确定是否上报告警信息，并可通过对光伏组串清洗后IV扫描装置反馈的第二次IV扫描数据来校验组件清洗装置的清洗效果是否有效，从侧面反馈清洗毛刷是否有问题，从而对组件清洗装置的状态进行跟踪评估。同时可进一步对在第一次IV扫描数据中无法解耦的积尘因素和故障因素进行定位，进而提高检测的准确性。
与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种光伏组串积尘检测装置。
参见图8，本发明实施例公开的一种光伏组串积尘检测装置的结构示意图，该装置应用于图1所示实施例中的处理器，该装置包括：
第一获取单元401，用于获取所述气象监测装置监测的气象数据；
其中，所述气象数据可以包括：环境辐照值和组串温度值。
发送单元402，用于基于气象数据，向所述IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能；
在实际应用中，可以当所述气象数据中的环境辐照值大于辐照阈值时，向所述IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能。
其中，辐照阈值的取值根据实际需要而定，比如500W/m2，本发明在此不做限定。
本实施例中，当环境辐照值不大于辐照阈值时，返回步骤S101继续获取气象监测装置监测的气象数据，直至气象数据中的环境辐照值大于辐照阈值时，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能。
需要说明的是，当环境辐照值大于辐照阈值时才能使IV扫描装置执行IV扫描功能的原因为：IV扫描装置执行IV扫描功能得到的IV扫描数据，需要在环境辐照值较高时，其参数特征才更加明显，从而满足对IV曲线的诊断需求，而低环境辐照值下的IV曲线的诊断精度低。
第二获取单元403，用于获取所述IV扫描装置上传的IV扫描数据；
其中，IV扫描数据为多个电压和电流对构成的二维数组(Ui，Ii)，i＝1～N，N为正整数。
提取单元404，用于从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，其中，所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关；
检测单元405，用于基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测装置，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
上述实施例中，提取单元具体用于：
根据所述IV扫描数据绘制IV曲线；
将所述IV曲线折算到STC曲线标准下，得到目标IV曲线；
从所述目标IV曲线中提取出光伏组串参数特征值。
所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关。
具体的，①组串最大功率值P，表示光伏组串MPPT(Maximum Power PointTracking，最大功率点追踪控制太阳能控制器)跟踪的工作功率，组串最大功率值P的表达式如公式(2)所示，公式(2)如下：
P＝max(Vi.stc*Ii.stc)(2)；
②组串功率损失值εp，表示光伏组串的功率损失值，组串功率损失值εp的表达式如公式(3)所示，公式(3)如下：
式中，t表示光伏组串运行年限，Pm表示光伏组串额定功率值，η表示光伏组串年衰减率，t、Pm和η三个参数值均通过光伏组件铭牌信息获取。
③组串短路电流值Isc，组串短路电流值Isc与光伏组串能够接收的环境辐照值成正比例关系，组串短路电流值Isc与光伏组串积尘有直接影响关系，组串短路电流值Isc的表达如公式(4)所示，公式(4)如下：
Isc＝max(Ii.stc)(4)；
光伏组串表面积尘主要影响光伏组串能够吸收环境辐照值的大小，进而基于电流值与辐照值的正比例关系影响组串短路电流值，换句话说，光伏组串积尘与组串短路电流值降低有必然联系，组串短路电流值的损失程度可以作为光伏积尘评估的直接依据之一。
④组串并联电阻值Rsh,表征光伏组串在低压区的特征，与光伏组串灰尘有直接关联，组串并联电阻值Rsh的表达式如公式(5)所示，公式(5)如下：
式中，k＝int(0.5*n)，表示低压区节点位置，n指IV数据点个数，n＞100，f′()表示为斜率计算函数，即串阻值等于IV曲线电压区采样点斜率的负导数。
⑤组串失配拐点个数nlip，如图4所示，组串失配拐点指IV曲线中具备下凹特性的拐点(如图4中下拐点)，其数学意义是IV曲线二阶导数的正负切变点，可通过曲线二阶导数的正负性来识别，在实际应用中，记录组串失配拐点个数个数nlip。
在实际应用中，光伏组串的运行状态包括：正常、组件积尘或组件故障。本发明在对光伏组串是否存在组件积尘进行检测时，还可以对光伏组件是否正常以及是否存在组件故障进行检测。
参见图9，本发明实施例公开的一种检测单元的结构示意图，检测单元包括：
第一判断子单元501，用于判断所述组串功率损失值是否大于功率损失阈值；
输出子单元502，用于在所述第一判断子单元501判断为否的情况下，输出光伏组串的运行状态正常的提示信息。
第二判断子单元503，用于在所述第一判断子单元501判断为是的情况下，判断所述组串短路电流值是否小于组串短路电流阈值；
上报子单元504，用于在所述第二判断子单元503判断为否的情况下，上报发生组件故障的告警信息。
第三判断子单元505，用于在所述第二判断子单元503判断为是的情况下，判断所述组串失配拐点个数大于零或等于零；
第一确定子单元506，用于当所述组串失配拐点个数大于零时，确定光伏组串的运行状态为组件故障或是组件积尘；
第二确定子单元507，用于当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘。
为进一步优化上述实施例，第二确定子单元507具体可以用于：
判断所述组串并联电阻值是否小于组串并联电阻阈值；
如果是，输出光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带；
如果否，则输出光伏组串存在均匀积尘。
具体的，当组串并联电阻值Rsh＜δR时，δR为组串并联电阻阈值，表明光伏组串存在严重底部积尘集聚或存在淤泥带，此时，将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，并将底部积尘集聚或存在淤泥带的光伏组串列入第二跟踪场景的光伏组串，否则，Rsh≥δR时，表明光伏组件存在均匀积尘，具体为严重均匀积尘，此时，将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，并将存在均匀积尘的光伏组串列入第三跟踪场景的光伏组串。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测装置，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
另外，本发明通过有效评估光伏组串是否有明显发电损失，进一步对击沉因素和故障因素进行解耦，以便确定光伏组串的发电损失是由积尘导致还是由组件故障导致。并且，本发明基于组串并联电阻值与组串并联电阻阈值的大小关系，进一步确定积尘的具体类型，即确定积尘为光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带，或是，光伏组串存在均匀积尘。
需要说明的是，基于上述方法检测出光伏组串存在积尘后，本发明还可以对光伏组串上的积尘进行清洗，以便光伏组串在进行清洗后继续工作。
因此，为进一步优化上述实施例，检测单元还可以包括：
指令发送子单元，用于当所述处理器与组件清洗装置连接时，在确定光伏组件的运行状态为组件积尘之后，向所述组件清洗装置下发清洗指令，并在所述组件清洗装置根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗后，接收所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息。
需要说明的是，当处理器接收到组件清洗装置反馈的清洗完成信息后，处理器还会向IV扫描装置第二次下发IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令再次执行IV扫描功能，并将第二次的IV扫描数据上传至处理器，处理器根据第二次的IV扫描数据绘制IV曲线，进而提取光伏组串参数特征值，基于第二次提取的光伏组串参数特征值检测光伏组件是否存在积尘或故障。
本发明针对IV扫描数据确定的IV曲线进行二次评估时，针对不同的跟踪场景定位不同的问题。针对第一跟踪场景，主要是为了解耦积尘因素和故障因素，定位光伏组串存在的具体问题。针对第二跟踪场景和第三跟踪场景，主要对光伏组串进行清洗结果校验，评估组件清洗装置的清洗效果是否有效，组件清洗装置的清洗毛刷有无故障等。
因此，为进一步优化上述实施例，检测单元还可以包括：
第三确定子单元，用于在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，将光伏组串存在电流失配特征，且无法解耦所述电流失配特征由组件积尘导致或组件故障导致的场景定义为第一跟踪场景，针对所述第一跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定光伏组串仍存在由故障因素导致的发电损失，并上报告警信息，其中，εp1为所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第一次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第一组串功率损失值，εp2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第二组串功率损失值，δε为功率损失阈值；
将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，针对所述第二跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，当Rsh2<δR时，则确定光伏组串底部的淤泥未清洗干净，清洗效果欠佳，并上报告警信息，如果εp1>δε且εp2>δε，当Rsh2>δR时，则确定对光伏组件的整体清扫效果欠佳，其中，Rsh2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串并联电阻值，记为第二组串功率损失值，δR为组串并联电阻阈值；
将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，如果εp1>δε且εp2<δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定对光伏组串的清洗效果不佳，并上报告警信息。
综上可知，本发明公开的光伏组串积尘检测装置，处理器获取气象监测装置监测的气象数据，基于气象数据，向IV扫描装置发送IV扫描指令，使IV扫描装置根据IV扫描指令执行IV扫描功能，获取IV扫描装置上传的IV扫描数据，从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，并基于光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。本发明通过获取IV扫描数据并对IV扫描数据进行处理来检测光伏组串是否存在积尘，由于IV扫描数据无需人为去现场获取，且IV扫描数据可以实时获取，因此，相对于传统方案而言，本发明不仅省时省力，而且具备实时性。
另外，本发明通过有效评估光伏组串是否有明显发电损失，进一步对击沉因素和故障因素进行解耦，以便确定光伏组串的发电损失是由积尘导致还是由组件故障导致。并且，本发明基于组串并联电阻值与组串并联电阻阈值的大小关系，进一步确定积尘的具体类型，即确定积尘为光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带，或是，光伏组串存在均匀积尘。
进一步，本发明将IV扫描数据诊断和组件清洗装置联动组合，根据对IV扫描数据的诊断结果来控制组件清洗装置工作或是确定是否上报告警信息，并可通过对光伏组串清洗后IV扫描装置反馈的第二次IV扫描数据来校验组件清洗装置的清洗效果是否有效，从侧面反馈清洗毛刷是否有问题，从而对组件清洗装置的状态进行跟踪评估。同时可进一步对在第一次IV扫描数据中无法解耦的积尘因素和故障因素进行定位，进而提高检测的准确性。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种光伏组串积尘检测方法，其特征在于，应用于处理器，所述处理器分别与气象监测装置和光伏特性IV扫描装置连接，所述方法包括：
获取所述气象监测装置监测的气象数据；
基于所述气象数据，向所述IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能；
获取所述IV扫描装置上传的IV扫描数据；
从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，其中，所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关；
基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
2.根据权利要求1所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，所述从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，具体包括：
根据所述IV扫描数据绘制IV曲线；
将所述IV曲线折算到STC曲线标准下，得到目标IV曲线；
从所述目标IV曲线中提取出所述光伏组串参数特征值。
3.根据权利要求2所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，所述组串最大功率值的表达式如下：
P＝max(Vi.stc*Ii.stc)；
式中，P为所述组串最大功率值，Vi.stc为所述IV曲线中第i采样点的电压值折算到所述STC曲线标准下的电压值，Ii.stc为所述IV曲线中第i采样点的电流值折算到所述STC曲线标准下的电流值；
所述组串功率损失值的表达式如下：
式中，εp为所述组串功率损失值，t表示光伏组串运行年限，Pm表示光伏组串额定功率值，η表示光伏组串年衰减率，t、Pm和η三个参数值均通过光伏组件铭牌信息获取；
所述组串短路电流值的表达式如下：
Isc＝max(Ii.stc)；
式中，Isc为所述组串短路电流值。
4.根据权利要求1所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，所述基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘，具体包括：
判断所述组串功率损失值是否大于功率损失阈值；
如果是，判断所述组串短路电流值是否小于组串短路电流阈值；
如果是，则判断所述组串失配拐点个数大于零或等于零；
当所述组串失配拐点个数大于零时，确定光伏组串的运行状态为组件故障或是组件积尘；
当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘。
5.根据权利要求4所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，还包括：
当所述组串功率损失值不大于所述功率损失阈值时，输出光伏组串的运行状态正常的提示信息。
6.根据权利要求4所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，还包括：
所述组串短路电流值不小于组串短路电流阈值时，上报发生组件故障的告警信息。
7.根据权利要求4所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，所述当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘，具体包括：
判断所述组串并联电阻值是否小于组串并联电阻阈值；
如果是，输出光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带；
如果否，则输出光伏组串存在均匀积尘。
8.根据权利要求4所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，当所述处理器与组件清洗装置连接时，在确定光伏组件的运行状态为组件积尘之后，还包括：
向所述组件清洗装置下发清洗指令，并在所述组件清洗装置根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗后，接收所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息。
9.根据权利要求8所述的光伏组串积尘检测方法，其特征在于，在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，还包括：
在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，将光伏组串存在电流失配特征，且无法解耦所述电流失配特征由组件积尘导致或组件故障导致的场景定义为第一跟踪场景，针对所述第一跟踪场景，如果εp1>δε且εp2＜δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定光伏组串仍存在由故障因素导致的发电损失，并上报告警信息，其中，εp1为所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第一次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第一组串功率损失值，εp2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第二组串功率损失值，δε为功率损失阈值；
将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，针对所述第二跟踪场景，如果εp1>δε且εp2＜δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，当Rsh2＜δR时，则确定光伏组串底部的淤泥未清洗干净，清洗效果欠佳，并上报告警信息，如果εp1>δε且εp2>δε，当Rsh2>δR时，则确定对光伏组件的整体清扫效果欠佳，其中，Rsh2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串并联电阻值，记为第二组串功率损失值，δR为组串并联电阻阈值；
将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，如果εp1>δε且εp2＜δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定对光伏组串的清洗效果不佳，并上报告警信息。
10.一种光伏组串积尘检测装置，其特征在于，应用于处理器，所述处理器分别与气象监测装置和光伏特性IV扫描装置连接，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取所述气象监测装置监测的气象数据；
发送单元，用于基于所述气象数据，向所述IV扫描装置发送IV扫描指令，使所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能；
第二获取单元，用于获取所述IV扫描装置上传的IV扫描数据；
提取单元，用于从所述IV扫描数据中提取出光伏组串参数特征值，其中，所述光伏组串参数特征值包括：组串最大功率值、组串功率损失值、组串短路电流值、组串并联电阻值和组串失配拐点个数，所述组串功率损失值与所述组串最大功率值相关；
检测单元，用于基于所述光伏组串参数特征值检测光伏组串是否存在积尘。
11.根据权利要求10所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，所述提取单元具体用于：
根据所述IV扫描数据绘制IV曲线；
将所述IV曲线折算到STC曲线标准下，得到目标IV曲线；
从所述目标IV曲线中提取出所述光伏组串参数特征值。
12.根据权利要求11所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，所述组串最大功率值的表达式如下：
P＝max(Vi.stc*Ii.stc)；
式中，P为所述组串最大功率值，Vi.stc为所述IV曲线中第i采样点的电压值折算到所述STC曲线标准下的电压值，Ii.stc为所述IV曲线中第i采样点的电流值折算到所述STC曲线标准下的电流值；
所述组串功率损失值的表达式如下：
式中，εp为所述组串功率损失值，t表示光伏组串运行年限，Pm表示光伏组串额定功率值，η表示光伏组串年衰减率，t、Pm和η三个参数值均通过光伏组件铭牌信息获取；
所述组串短路电流值的表达式如下：
Isc＝max(Ii.stc)；
式中，Isc为所述组串短路电流值。
13.根据权利要求10所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，所述检测单元具体包括：
第一判断子单元，用于判断所述组串功率损失值是否大于功率损失阈值；
第二判断子单元，用于在所述第一判断子单元判断为是的情况下，判断所述组串短路电流值是否小于组串短路电流阈值；
第三判断子单元，用于在所述第二判断子单元判断为是的情况下，判断所述组串失配拐点个数大于零或等于零；
第一确定子单元，用于当所述组串失配拐点个数大于零时，确定光伏组串的运行状态为组件故障或是组件积尘；
第二确定子单元，用于当所述组串失配拐点个数等于零时，确定光伏组件的运行状态为组件积尘。
14.根据权利要求13所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，还包括：
输出子单元，用于在所述第一判断子单元判断为否的情况下，输出光伏组串的运行状态正常的提示信息。
15.根据权利要求13所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，还包括：
上报子单元，用于在所述第二判断子单元判断为否的情况下，上报发生组件故障的告警信息。
16.根据权利要求13所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，所述第二确定子单元具体用于：
判断所述组串并联电阻值是否小于组串并联电阻阈值；
如果是，输出光伏组串底部积尘集聚或存在淤泥带；
如果否，则输出光伏组串存在均匀积尘。
17.根据权利要求13所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括：
指令发送子单元，用于当所述处理器与组件清洗装置连接时，在确定光伏组件的运行状态为组件积尘之后，向所述组件清洗装置下发清洗指令，并在所述组件清洗装置根据所述清洗指令执行对应的清洗策略对光伏组串进行清洗后，接收所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息。
18.根据权利要求17所述的光伏组串积尘检测装置，其特征在于，所述检测单元还包括：
第三确定子单元，用于在接收到所述组件清洗装置反馈的所述清洗完成信息之后，将光伏组串存在电流失配特征，且无法解耦所述电流失配特征由组件积尘导致或组件故障导致的场景定义为第一跟踪场景，针对所述第一跟踪场景，如果εp1>δε且εp2＜δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定光伏组串仍存在由故障因素导致的发电损失，并上报告警信息，其中，εp1为所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第一次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第一组串功率损失值，εp2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串功率损失值，记为第二组串功率损失值，δε为功率损失阈值；
将光伏组串存在底部积尘集聚或存在淤泥带的场景定义为第二跟踪场景，针对所述第二跟踪场景，如果εp1>δε且εp2＜δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，当Rsh2＜δR时，则确定光伏组串底部的淤泥未清洗干净，清洗效果欠佳，并上报告警信息，如果εp1>δε且εp2>δε，当Rsh2>δR时，则确定对光伏组件的整体清扫效果欠佳，其中，Rsh2为在对光伏组串进行清洗后，所述处理器根据所述IV扫描装置上传的第二次IV扫描数据确定的组串并联电阻值，记为第二组串功率损失值，δR为组串并联电阻阈值；
将光伏组串存在均与积尘的场景定义为第三跟踪场景，如果εp1>δε且εp2＜δε，则确定光伏组串的发电损失主要由积尘引起；如果εp1>δε且εp2≥δε，则确定对光伏组串的清洗效果不佳，并上报告警信息。
19.一种光伏组串积尘检测系统，其特征在于，包括：处理器、气象监测装置和IV扫描装置，所述处理器分别与所述气象监测装置和所述IV扫描装置连接，所述处理器包括权利要求10～18任意一项所述的光伏组串积尘检测装置。
20.根据权利要求19所述的光伏组串积尘检测系统，其特征在于，还包括：通信控制模块，所述通信控制模块分别与所述气象监测装置、所述IV扫描装置、组件清洗装置和所述处理器连接；
所述通信控制模块用于：将所述气象监测装置监测的气象数据传输至所述处理器；
所述通信控制模块还用于：将所述处理器针对所述气象数据生成的IV扫描指令传输至所述IV扫描装置，并将所述IV扫描装置根据所述IV扫描指令执行IV扫描功能得到的IV扫描数据传输至所述处理器；
所述通信控制模块还用于：将所述处理器下发的清洗指令传输至所述组件清洗装置，并在所述组件清洗装置对光伏组串清洗完成后，将所述组件清洗装置反馈的清洗完成信息传输至所述处理器。
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