CN112803891B - 一种光伏系统故障诊断方法及装置 - Google Patents
一种光伏系统故障诊断方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112803891B CN112803891B CN202110068737.7A CN202110068737A CN112803891B CN 112803891 B CN112803891 B CN 112803891B CN 202110068737 A CN202110068737 A CN 202110068737A CN 112803891 B CN112803891 B CN 112803891B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- voltage
- curve
- groups
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 133
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims abstract description 44
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000306 component Substances 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
本申请提供了一种光伏系统故障诊断方法及装置，该方法在获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I‑V曲线之后，从所述I‑V曲线中获取至少三组I‑V数据，按照电压值大小，对每三组I‑V数据进行排列，得到排序后的三组I‑V数据，并构造以所述排序后的每三组I‑V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，由于构造出的直线隐含有理想环境下，光伏系统的电压和电流的输出特性，因此，将构造的直线作为检测曲线，通过比对每条检测曲线与待检测I‑V子曲线，能够判断光伏系统是否存在电流失配故障，实现光伏系统的电流失配故障的诊断。
Description
技术领域
本申请涉及新能源技术领域，特别涉及一种光伏系统故障诊断方法及装置。
背景技术
随着光伏发电的大规模应用，光伏系统作为光伏发电系统中的核心部件，其可靠性是影响整个系统性能的关键。由于光伏系统安装在室外环境中，持续暴露在恶劣的环境条件下，各种故障问题日益凸显，严重影响其寿命。光伏系统的故障不仅会使得系统的发电效率下降，更有甚者会引发一系列安全问题。
其中，电流失配类型的故障会使得组件的输出电流降低，I-V特性曲线出现台阶，严重影响了光伏系统的输出功率。
因此，如何进行电流失配故障的诊断成为亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种光伏系统故障诊断方法及装置，以达到诊断电流失配故障的目的，技术方案如下：
一种光伏系统故障诊断方法，包括：
获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线；
从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据；
构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线；
通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
所述方法还包括：
若所述光伏系统存在电流失配故障，则确定所述I-V曲线中的台阶区间。
所述对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据之后，还包括：
对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据。
所述对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据，包括：
若Ii≥Ii-1且Ii≥Ii+1，或，Ii≤Ii-1且Ii≤Ii+1，则将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值输入到第一关系式
中，得到平滑去噪后的电流值，将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值及所述平滑去噪后的电流值，作为平滑去噪后的I-V数据；
其中，Ii和Ui为所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据的电流值和电压值，Ii-1、Ii+1、Ui-1、Ui+1为所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的电流值和电压值。
所述通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，包括：
将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值；
计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值；
通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障。
所述将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值，包括：
确定每条所述检测曲线的表达式为
IN-1和UN-1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中其中一组数据，IN+1和UN+1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中另外一组数据；
将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值，输入到所述检测曲线的表达式中，得到检测电流值。
在从所述I-V曲线中获取多于三组的I-V数据的情况下，所述通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，包括：
从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值；
判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
所述确定所述I-V曲线中的台阶区间，包括：
基于所述I-V曲线，获取所述光伏系统的开路电压，并根据所述开路电压，将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间；
从多个所述差值中，确定出属于每个所述第一电压区间的差值，并从属于每个所述第一电压区间的差值中选择出最大值，作为子全局最大差值；
从多个所述第一电压区间中筛选出所述子全局最大差值大于所述拐点特征检测阈值的电压区间，将筛选出的电压区间作为第二电压区间，并记录所述第二电压区间的个数；
对至少一个所述第二电压区间中所述子全局最大差值对应的电压进行升序排列，将升序排列后的电压及其对应的电流组成的数据作为台阶拐点；
根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间。
所述根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间，包括：
若所述k等于1，则将所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，并确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE；
将包含所述台阶起点和所述台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_1,UE]；
若所述k大于1，则将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE_i，所述拐点集合包括除多个所述第二电压区间中最小的第二电压区间之外的第二电压区间中台阶拐点；
将包含每个所述台阶起点及其对应的台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_i,UE_i]，其中i＝1,2,…,k；
其中，所述
为多个第一电压区间
中的区间，i＝0～n-1，，US_1或US_i为所述台阶拐点中的电压值，所述台阶拐点表示为(US_i,IS_i)，其中i＝1,2,…,k，k为所述第二电压区间的个数。
所述通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，包括：
确定每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系；
判断所述每条所述检测区域与待检测I-V子曲线的相对位置关系，是否与表征所述光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关。
一种光伏系统故障诊断装置，包括：
获取模块，用于获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线；
排序模块，用于从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据；
构造模块，用于构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线；
判断模块，用于通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
所述装置还包括：
台阶区间确定模块，用于若所述光伏系统存在电流失配故障，则确定所述I-V曲线中的台阶区间。
所述装置还包括：
去噪模块，用于对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据。
所述去噪模块，具体用于：
若Ii≥Ii-1且Ii≥Ii+1，或，Ii≤Ii-1且Ii≤Ii+1，则将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值输入到第一关系式
中，得到平滑去噪后的电流值，将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值及所述平滑去噪后的电流值，作为平滑去噪后的I-V数据；
其中，Ii和Ui为所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据的电流值和电压值，Ii-1、Ii+1、Ui-1、Ui+1为所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的电流值和电压值。
所述判断模块，具体用于：
将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值；
计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值；
通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障。
所述判断模块，具体用于：
确定每条所述检测曲线的表达式为
IN-1和UN-1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中其中一组数据，IN+1和UN+1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中另外一组数据；
将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值，输入到所述检测曲线的表达式中，得到检测电流值。
所述判断模块，具体用于：
从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值；
判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
所述台阶区间确定模块，具体用于：
基于所述I-V曲线，获取所述光伏系统的开路电压，并根据所述开路电压，将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间；
从多个所述差值中，确定出属于每个所述第一电压区间的差值，并从属于每个所述第一电压区间的差值中选择出最大值，作为子全局最大差值；
从多个所述第一电压区间中筛选出所述子全局最大差值大于所述拐点特征检测阈值的电压区间，将筛选出的电压区间作为第二电压区间，并记录所述第二电压区间的个数；
对至少一个所述第二电压区间中所述子全局最大差值对应的电压进行升序排列，将升序排列后的电压及其对应的电流组成的数据作为台阶拐点；
根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间。
所述台阶区间确定模块，具体用于：
若所述k等于1，则将所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，并确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE；
将包含所述台阶起点和所述台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_1,UE]；
若所述k大于1，则将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE_i，所述拐点集合包括除多个所述第二电压区间中最小的第二电压区间之外的第二电压区间中台阶拐点；
将包含每个所述台阶起点及其对应的台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_i,UE_i]，其中i＝1,2,…,k；
其中，所述
为多个第一电压区间
中的区间，i＝0～n-1，，US_1或US_i为所述台阶拐点中的电压值，所述台阶拐点表示为(US_i,IS_i)，其中i＝1,2,…,k，k为所述第二电压区间的个数。
所述判断模块，具体用于：
确定每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系；
判断所述每条所述检测区域与待检测I-V子曲线的相对位置关系，是否与表征所述光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
在本申请中，在获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线之后，从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据，并构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，由于构造出的直线隐含有理想环境下，光伏系统的电压和电流的输出特性，因此，将构造的直线作为检测曲线，通过比对每条检测曲线与待检测I-V子曲线，能够判断光伏系统是否存在电流失配故障，实现光伏系统的电流失配故障的诊断。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是为本申请提供的一种光伏系统的结构示意图；
图2是本申请提供的一种光伏组件的结构示意图；
图3是本申请实施例1提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图；
图4是本申请实施例2提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图；
图5是本申请实施例3提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图；
图6是本申请实施例4提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图；
图7是本申请提供的一种光伏系统的I-V曲线的示意图；
图8是本申请实施例5提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图；
图9是本申请提供的一种局部遮挡下的I-V曲线图和拐点检测特征ΔIN的分布图；
图10是本申请提供的一种拐点检测和台阶区间识别的示意图；
图11是本申请实施例6提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图；
图12是本申请提供的一种比对检测曲线与待检测I-V子曲线的示意图；
图13是本申请提供的一种光伏系统故障诊断装置的逻辑结构示意图。
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，都属于本申请保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本申请实施例提供的光伏系统故障诊断方法主要用于对光伏系统的电流失配故障进行诊断，其中，光伏系统可以为一个光伏组件，当然也可以为光伏组串，光伏组串由m个结构相同的光伏组件串联而成，如图1所示，每个光伏组件由N个结构相同的光伏子串串联构成，其中每个子串的两端反并联一个旁路二极管，如图2所示，光伏系统中光伏子串的数目为n＝mN。
接下来对本申请实施例公开的光伏系统故障诊断方法进行介绍，如图3所示的，为本申请实施例1提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图，可以包括以下步骤：
步骤S11、获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
本实施例中，可以采用但不局限于具备I-V扫描功能的优化器、逆变器，获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
步骤S12、从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据，可以为但不局限于：按照电压值从大到小的顺序，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据；或，按照电压值从小到大的顺序，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
本实施例中，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据，保证待处理的I-V数据是有序的，提高后续处理效率。
步骤S13、构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
本实施例中，构造出的以排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，隐含有理想环境下，光伏系统的电压和电流的输出特性。
步骤S14、通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
由于每条检测曲线隐含有理想环境下，光伏系统的电压和电流的输出特性，因此可以通过比对每条检测曲线与光伏系统在实际环境情况下的待检测I-V子曲线，判断光伏系统是否存在电流失配故障。
通过比对每条检测曲线与待检测I-V子曲线，可以检测出光伏系统是否存在输出电流降低，和/或，I-V曲线出现台阶的情况，若出现输出电流降低，和/或，I-V曲线出现台阶的情况，则可以判断出光伏系统存在电流失配故障。
电流失配故障，可以包括但不局限于：阴影、热斑和玻璃碎裂中的任意一种或多种。
由于检测曲线为以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，因此，将I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分作为待检测I-V子曲线，比对检测曲线与待检测I-V子曲线，能够缩小比对范围，提高比对精度，从而提高判断光伏系统是否存在电流失配故障的准确度。
在本申请中，在获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线之后，从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据，并构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，由于构造出的直线隐含有理想环境下，光伏系统的电压和电流的输出特性，因此，将构造的直线作为检测曲线，通过比对每条检测曲线与待检测I-V子曲线，能够判断光伏系统是否存在电流失配故障，实现光伏系统的电流失配故障的诊断。
作为本申请另一可选实施例，参照图4，为本申请实施例2提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图，本实施例主要是对上述实施例1描述的光伏系统故障诊断方法的扩展方案，如图4所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S21、获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
步骤S22、从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
步骤S23、构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
步骤S24、通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
步骤S21-S24的详细过程可以参见实施例1中步骤S11-S14的相关介绍，在此不再赘述。
步骤S25、若所述光伏系统存在电流失配故障，则确定所述I-V曲线中的台阶区间。
台阶区间，可以理解为：出现台阶的电压区间。
若光伏系统存在电流失配故障，则意味着光伏系统存在输出电流降低的情况，反映到光伏系统的I-V曲线上，I-V曲线会出现台阶，在确定出I-V曲线出现台阶的情况下，可以去确定I-V曲线中的台阶区间。
在确定出I-V曲线中的台阶区间之后，可以根据台阶区间，确定电流失配故障的类型、发生电流失配故障的光伏组件的数量或发生电流失配故障的严重程度，实现电流失配故障的精确诊断，增加光伏系统发电收益，提高运维效率。
作为本申请另一可选实施例，参照图5，为本申请实施例3提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图，本实施例主要是对上述实施例1描述的光伏系统故障诊断方法的扩展方案，如图5所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S31、获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
步骤S32、从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
步骤S31-S32的详细过程可以参见实施例1中步骤S11-S12的相关介绍，在此不再赘述。
步骤S33、对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据。
本实施例中，对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据的过程，可以包括但不局限于：
若Ii≥Ii-1且Ii≥Ii+1，或，Ii≤Ii-1且Ii≤Ii+1，则将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值输入到第一关系式
中，得到平滑去噪后的电流值，将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值及所述平滑去噪后的电流值，作为平滑去噪后的I-V数据；
其中，Ii和Ui为所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据的电流值和电压值，Ii-1、Ii+1、Ui-1、Ui+1为所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的电流值和电压值。
步骤S34、构造以所述排序后的每三组平滑去噪后的I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
步骤S35、通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组平滑去噪后的I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
步骤S34-S35的详细过程可以参见实施例1中步骤S13-S14的相关介绍，在此不再赘述。
本实施例中，通过对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，能够提高参与电流失配故障诊断的I-V数据的准确性，进而提高电流失配故障诊断的准确性。
作为本申请另一可选实施例，参照图6，为本申请实施例4提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图，本实施例主要是对上述实施例1描述的光伏系统故障诊断方法的细化方案，如图6所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S41、获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
步骤S42、从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
步骤S43、构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
步骤S41-S43的详细过程可以参见实施例1中步骤S11-S13的相关介绍，在此不再赘述。
步骤S44、将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值。
本实施例中，将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值的过程，可以为但不局限于：
S441、确定每条所述检测曲线的表达式为
IN-1和UN-1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中其中一组数据，IN+1和UN+1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中另外一组数据。
由于根据直线上的两点，可以确定出直线对应的表达式，因此，根据构造的直线的两个端点的数据即所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据，确定出直线的表达式。具体地，在排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为(UN-1，IN-1)和(UN+1，IN+1)时，可以确定出该直线的表达式为：
S442、将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值，输入到所述检测曲线的表达式中，得到检测电流值。
步骤S45、计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值。
步骤S46、通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障。
通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障的过程，可以包括：
S461、判断所述差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
若是，则执行步骤S462；若否，则执行步骤S463。
S462、确定光伏系统存在电流失配故障。
S463、确定光伏系统不存在电流失配故障。
可以理解的是，当所述差值大于0时，可以确定光伏系统的I-V曲线在该点存在下凹，而，如图7所示，在没有电流失配故障的情况下，光伏系统的I-V曲线是单调递减的，且呈上凸趋势，因此，在确定光伏系统的I-V曲线在某一点存在下凹时，可以确定光伏系统存在电流失配故障。在此基础上，考虑到数据的波动性，因此，通过判断所述差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值，来提高判断的准确性。
本实施例中，在从所述I-V曲线中获取多于三组的I-V数据的情况下，所述通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障的过程，可以包括：
S464、从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值。
本实施例中，I-V曲线中下凹最严重的部分对应的所述差值最大，因此，为了更准确的判断光伏系统是否存在电流失配故障，可以比较最大的差值与预先设定的拐点特征检测阈值。具体地，从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值。
S465、判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
若是，则执行步骤S466；若否，则执行步骤S467。
S466、确定光伏系统存在电流失配故障.
S467、确定光伏系统不存在电流失配故障。
步骤S44-S46为实施例1中步骤S14的一种具体实施方式。
本实施例中，通过将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值，计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值，通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，实现采用获取特征值，并对特征值进行处理的方式，判断光伏系统是否存在电流失配故障，使判断结果更加准确。
作为本申请另一可选实施例，参照图8，为本申请实施例5提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图，本实施例主要是对上述实施例2描述的光伏系统故障诊断方法的细化方案，如图8所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S51、获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
步骤S52、从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
步骤S53、构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
步骤S54、将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值。
步骤S55、计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值。
步骤S56、从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值。
步骤S57、判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
若是，则执行步骤S58；若否，则执行步骤S459。
步骤S58、确定光伏系统存在电流失配故障。
步骤S59、确定光伏系统不存在电流失配故障。
步骤S510、基于所述I-V曲线，获取所述光伏系统的开路电压，并根据所述开路电压，将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间。
本实施例中，根据所述开路电压，将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间的一种具体实施方式，可以为：
将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个所述第一电压区间，分别为
i＝0～n-1。
步骤S511、从多个所述差值中，确定出属于每个所述第一电压区间的差值，并从属于每个所述第一电压区间的差值中选择出最大值，作为子全局最大差值。
由于多个所述差值为每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值，因此，可以确定多个所述差值是基于哪些I-V数据计算得到的，在确定出I-V数据之后，可以确定出I-V曲线中所对应的电压区间，通过对确定出的电压区间与第一电压区间做匹配，可以确定出属于每个第一电压区间的差值。
本实施例中，子全局最大差值可以表示为ΔINmax_i。
步骤S512、从多个所述第一电压区间中筛选出所述子全局最大差值大于所述拐点特征检测阈值的电压区间，将筛选出的电压区间作为第二电压区间，并记录所述第二电压区间的个数。
步骤S513、对至少一个所述第二电压区间中所述子全局最大差值对应的电压进行升序排列，将升序排列后的电压及其对应的电流组成的数据作为台阶拐点。
本实施例中，可以将所述台阶拐点表示为(US_i,IS_i)，其中i＝1,2,…,k，k为所述第二电压区间的个数。
步骤S514、根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间。
本实施例中，根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间的过程，可以包括：
S5141、判断所述k是否等于1。
若是，则执行步骤S5142；若否，则执行步骤S5144。
步骤S5142、将所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，并确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE。
本实施例中，若k等于1，则表明光伏系统的I-V曲线仅有一个台阶，台阶拐点为光伏系统的I-V曲线中ΔINmax_i对应的点，但是这种情况下，光伏系统的I-V曲线上有两个上凸点，即所述差值有两个负峰值点，而台阶终端对应的是在ΔINmax_i后的负峰值点，因此，台阶终点只会在
中，因此，确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE。
步骤S5143、将包含所述台阶起点和所述台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_1,UE]。
步骤S5144、则将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE_i，所述拐点集合包括除多个所述第二电压区间中最小的第二电压区间之外的第二电压区间中台阶拐点。
最小的第二电压区间可以理解为：对多个第二电压区间进行升序排列后，得到排列结果，排列结果中排列在第一个的第二电压区间。
若k大于1，则表明光伏系统的I-V曲线上存在多个台阶，如图9和图10所示，有k个台阶(k个下凹点，即k个差值的正峰值)，即有k个ΔINmax_i对应I-V曲线上的台阶拐点。相应地，I-V曲线上有k+1个上凸点(上凸点比下凹点多一个,即k+1个差值的负峰值)，因此，从电压值由小到大方向，则第二个到最后一个差值的负峰值分别对应k个台阶区间的终点。在此基础上，将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点。
步骤S5145、将包含每个所述台阶起点及其对应的台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_i,UE_i]，其中i＝1,2,…,k。
作为本申请另一可选实施例，参照图11，为本申请实施例6提供的一种光伏系统故障诊断方法的流程图，本实施例主要是对上述实施例1描述的光伏系统故障诊断方法的细化方案，如图11所示，该方法可以包括但并不局限于以下步骤：
步骤S61、获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
步骤S62、从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
步骤S63、构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
步骤S61-S63的详细过程可以参见实施例1中步骤S11-S13的相关介绍，在此不再赘述。
步骤S64、确定每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
本实施例中，可以将每条检测曲线与光伏系统的I-V曲线绘制在同一个坐标系下，进而，确定每条检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系。
步骤S65、判断所述每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系，是否与表征所述光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关。
步骤S64-S65为实施例1中步骤S14的一种具体实施方式。
若每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系，与表征光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关，则确定光伏系统存在电流失配故障。如图12所示，检测曲线在待检测I-V子曲线的上方，表示光伏系统存在电流失配故障。
接下来对本申请提供的光伏系统故障诊断装置进行介绍，下文介绍的光伏系统故障诊断装置与上文介绍的光伏系统故障诊断方法可相互对应参照。
请参见图13，光伏系统故障诊断装置包括：获取模块100、排序模块200、构造模块300和判断模块400。
获取模块100，用于获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线。
排序模块200，用于从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据。
构造模块300，用于构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线。
判断模块400，用于通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
本实施例中，光伏系统故障诊断装置，还可以包括：
台阶区间确定模块，用于若所述光伏系统存在电流失配故障，则确定所述I-V曲线中的台阶区间。
本实施例中，光伏系统故障诊断装置还可以包括：
去噪模块，用于对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据。
本实施例中，所述去噪模块，具体可以用于：
若Ii≥Ii-1且Ii≥Ii+1，或，Ii≤Ii-1且Ii≤Ii+1，则将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值输入到第一关系式
中，得到平滑去噪后的电流值，将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值及所述平滑去噪后的电流值，作为平滑去噪后的I-V数据；
其中，Ii和Ui为所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据的电流值和电压值，Ii-1、Ii+1、Ui-1、Ui+1为所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的电流值和电压值。
本实施例中，所述判断模块400，具体可以用于：
将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值；
计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值；
通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障。
本实施例中，所述判断模块400，具体可以用于：
确定每条所述检测曲线的表达式为
IN-1和UN-1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中其中一组数据，IN+1和UN+1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中另外一组数据；
将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值，输入到所述检测曲线的表达式中，得到检测电流值。
本实施例中，所述判断模块400，具体可以用于：
从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值；
判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
本实施例中，所述台阶区间确定模块，具体可以用于：
基于所述I-V曲线，获取所述光伏系统的开路电压，并将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间，所述第一电压区间表示
i＝0～n-1；
从多个所述差值中，确定出属于每个所述第一电压区间的差值，并从属于每个所述第一电压区间的差值中选择出最大值，作为子全局最大差值；
从多个所述第一电压区间中筛选出所述子全局最大差值大于所述拐点特征检测阈值的电压区间，将筛选出的电压区间作为第二电压区间，并记录所述第二电压区间的个数；
对至少一个所述第二电压区间中所述子全局最大差值对应的电压进行升序排列，将升序排列后的电压及其对应的电流组成的数据作为台阶拐点，将所述台阶拐点表示为(US_i,IS_i)，其中i＝1,2,…,k，k为所述第二电压区间的个数；
若所述k等于1，则将所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，并确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE；
将包含所述台阶起点和所述台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_1,UE]；
若所述k大于1，则将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE_i；
将包含每个所述台阶起点及其对应的台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_i,UE_i]，其中i＝1,2,…,k。
本实施例中，所述判断模块400，具体可以用于：
确定每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系；
判断所述每条所述检测区域与待检测I-V子曲线的相对位置关系，是否与表征所述光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关。
需要说明的是，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的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
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。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本申请所提供的一种光伏系统故障诊断方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (20)
1.一种光伏系统故障诊断方法，其特征在于，包括：
获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线；
从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据；
构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线；
通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述光伏系统存在电流失配故障，则确定所述I-V曲线中的台阶区间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据之后，还包括：
对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据，包括：
若Ii≥Ii-1且Ii≥Ii+1，或，Ii≤Ii-1且Ii≤Ii+1，则将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值输入到第一关系式
中，得到平滑去噪后的电流值，将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值及所述平滑去噪后的电流值，作为平滑去噪后的I-V数据；
其中，Ii和Ui为所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据的电流值和电压值，Ii-1、Ii+1、Ui-1、Ui+1为所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的电流值和电压值。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，包括：
将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值；
计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值；
通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值，包括：
确定每条所述检测曲线的表达式为
IN-1和UN-1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中其中一组数据，IN+1和UN+1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中另外一组数据；
将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值，输入到所述检测曲线的表达式中，得到检测电流值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在从所述I-V曲线中获取多于三组的I-V数据的情况下，所述通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，包括：
从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值；
判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述I-V曲线中的台阶区间，包括：
基于所述I-V曲线，获取所述光伏系统的开路电压，并根据所述开路电压，将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间；
从多个所述差值中，确定出属于每个所述第一电压区间的差值，并从属于每个所述第一电压区间的差值中选择出最大值，作为子全局最大差值；
从多个所述第一电压区间中筛选出所述子全局最大差值大于所述拐点特征检测阈值的电压区间，将筛选出的电压区间作为第二电压区间，并记录所述第二电压区间的个数；
对至少一个所述第二电压区间中所述子全局最大差值对应的电压进行升序排列，将升序排列后的电压及其对应的电流组成的数据作为台阶拐点；
根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间，包括：
若k等于1，则将所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，并确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE，所述k表示所述I-V曲线上存在的台阶的个数；
将包含所述台阶起点和所述台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_1,UE]；
若所述k大于1，则将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE_i，所述拐点集合包括除多个所述第二电压区间中最小的第二电压区间之外的第二电压区间中台阶拐点；
将包含每个所述台阶起点及其对应的台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_i,UE_i]，其中i＝1,2,…,k；
其中，所述
为多个第一电压区间
中的区间，i＝0～n-1，US_1或US_i为所述台阶拐点中的电压值，所述台阶拐点表示为(US_i,IS_i)，其中i＝1,2,…,k，k为所述第二电压区间的个数。
10.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，包括：
确定每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系；
判断所述每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系，是否与表征所述光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关。
11.一种光伏系统故障诊断装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取表征光伏系统的电压和电流的输出特性的I-V曲线；
排序模块，用于从所述I-V曲线中获取至少三组I-V数据，按照电压值大小，对每三组I-V数据进行排列，得到排序后的三组I-V数据；
构造模块，用于构造以所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据为两个端点的直线，作为检测曲线；
判断模块，用于通过比对每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障，所述待检测I-V子曲线为I-V曲线中包含所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的部分。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
台阶区间确定模块，用于若所述光伏系统存在电流失配故障，则确定所述I-V曲线中的台阶区间。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
去噪模块，用于对排序后的每三组I-V数据进行平滑去噪处理，得到平滑去噪后的I-V数据。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述去噪模块，具体用于：
若Ii≥Ii-1且Ii≥Ii+1，或，Ii≤Ii-1且Ii≤Ii+1，则将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值输入到第一关系式
中，得到平滑去噪后的电流值，将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值及所述平滑去噪后的电流值，作为平滑去噪后的I-V数据；
其中，Ii和Ui为所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据的电流值和电压值，Ii-1、Ii+1、Ui-1、Ui+1为所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据的电流值和电压值。
15.根据权利要求12-14任意一项所述的装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：
将每条所述检测曲线中，所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值对应的电流值作为检测电流值；
计算每条所述检测曲线对应的所述检测电流值和所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电流值的差值；
通过比较所述差值与预先设定的拐点特征检测阈值，判断所述光伏系统是否存在电流失配故障。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：
确定每条所述检测曲线的表达式为
IN-1和UN-1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中其中一组数据，IN+1和UN+1属于所述排序后的每三组I-V数据中排列在最前和最后的两组数据中另外一组数据；
将所述排序后的每三组I-V数据中排列在中间的一组数据中电压值，输入到所述检测曲线的表达式中，得到检测电流值。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：
从多个所述差值中选取出最大值，作为全局最大差值；
判断所述全局最大差值是否大于预先设定的拐点特征检测阈值。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述台阶区间确定模块，具体用于：
基于所述I-V曲线，获取所述光伏系统的开路电压，并根据所述开路电压，将所述I-V曲线对应的电压范围划分为多个第一电压区间；
从多个所述差值中，确定出属于每个所述第一电压区间的差值，并从属于每个所述第一电压区间的差值中选择出最大值，作为子全局最大差值；
从多个所述第一电压区间中筛选出所述子全局最大差值大于所述拐点特征检测阈值的电压区间，将筛选出的电压区间作为第二电压区间，并记录所述第二电压区间的个数；
对至少一个所述第二电压区间中所述子全局最大差值对应的电压进行升序排列，将升序排列后的电压及其对应的电流组成的数据作为台阶拐点；
根据所述第二电压区间的个数及所述台阶拐点，确定台阶起点及台阶终点，将所述台阶起点及所述台阶终点之间的区间作为台阶区间。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述台阶区间确定模块，具体用于：
若k等于1，则将所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，并确定属于
的差值中的最小值，查找所述I-V曲线中所述最小值对应的坐标，将查找到的坐标中的电压值作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE，所述k表示所述I-V曲线上存在的台阶的个数；
将包含所述台阶起点和所述台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_1,UE]；
若所述k大于1，则将每个所述第二电压区间中所述台阶拐点的电压值作为台阶起点，分别确定属于
的差值与拐点集合中每个所述台阶拐点所对应的电压区间中差值的最小值，按照升序对所述I-V曲线中各个所述最小值对应的电压进行排列，升序排列后的电压作为台阶终点，将所述台阶终点表示为UE_i，所述拐点集合包括除多个所述第二电压区间中最小的第二电压区间之外的第二电压区间中台阶拐点；
将包含每个所述台阶起点及其对应的台阶终点的电压区间，作为存在电流失配的电压区间，将其表示为[US_i,UE_i]，其中i＝1,2,…,k；
其中，所述
为多个第一电压区间
中的区间，i＝0～n-1， US_1或US_i为所述台阶拐点中的电压值，所述台阶拐点表示为(US_i,IS_i)，其中i＝1,2,…,k，k为所述第二电压区间的个数。
20.根据权利要求11-14任意一项所述的装置，其特征在于，所述判断模块，具体用于：
确定每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系；
判断所述每条所述检测曲线与待检测I-V子曲线的相对位置关系，是否与表征所述光伏系统存在电流失配故障的相对位置关系相关。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110068737.7A CN112803891B (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种光伏系统故障诊断方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110068737.7A CN112803891B (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种光伏系统故障诊断方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112803891A CN112803891A (zh) | 2021-05-14 |
| CN112803891B true CN112803891B (zh) | 2022-04-08 |
Family
ID=75810480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110068737.7A Active CN112803891B (zh) | 2021-01-19 | 2021-01-19 | 一种光伏系统故障诊断方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112803891B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114640304B (zh) * | 2022-03-28 | 2022-09-13 | 合肥工业大学 | 一种基于i-v曲线的光伏组件电流失配故障诊断方法 |
| CN115208309B (zh) * | 2022-07-13 | 2024-04-02 | 合肥工业大学 | 基于i-v特性曲线的光伏组件电流失配故障诊断方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006022686B4 (de) * | 2006-05-16 | 2018-03-15 | Sma Solar Technology Ag | Messanordnung zur Ermittlung des Isolationswiderstandes einer elektrischen Vorrichtung oder einer Anlage |
| DE102008008504A1 (de) * | 2008-02-11 | 2009-08-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Diebstahlerkennung eines PV-Moduls und zur Ausfallerkennung einer Bypassdiode eines PV-Moduls sowie dazu korrespondierender PV-Teilgenerator-Anschlusskasten, PV-Wechselrichter und dazu korrespondierende PV-Anlage |
| AT508834B1 (de) * | 2009-10-09 | 2012-09-15 | Fronius Int Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur fehlererkennung in einer photovoltaik-anlage |
| CN102818979B (zh) * | 2012-08-03 | 2014-12-10 | 北京大学 | 一种曲面太阳能电池光电性能测量方法 |
| CN104991212B (zh) * | 2015-07-07 | 2017-08-25 | 湖南大学 | 一种基于最小二乘线性插值的电流采集通道自校准方法 |
| EP3506132A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-03 | IMEC vzw | Simulation of photovoltaic systems |
| CN108923748B (zh) * | 2018-07-16 | 2019-08-06 | 河海大学常州校区 | 一种基于iv曲线扫描的光伏阵列故障诊断方法 |
-
2021
- 2021-01-19 CN CN202110068737.7A patent/CN112803891B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112803891A (zh) | 2021-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112803891B (zh) | 一种光伏系统故障诊断方法及装置 | |
| CN108647716B (zh) | 一种基于复合信息的光伏阵列故障诊断方法 | |
| CN109873610B (zh) | 基于iv特性和深度残差网络的光伏阵列故障诊断方法 | |
| CN111402078B (zh) | 光伏组串的诊断方法、装置及控制器 | |
| CN110008628B (zh) | 一种光伏阵列故障参数辨识方法 | |
| CN109766952B (zh) | 基于偏最小二乘法和极限学习机的光伏阵列故障检测方法 | |
| CN111967620B (zh) | 一种光伏组件诊断方法、装置、设备及可读存储介质 | |
| CN113489457A (zh) | 光伏组件故障检测方法及装置 | |
| CN114640304B (zh) | 一种基于i-v曲线的光伏组件电流失配故障诊断方法 | |
| CN113343581A (zh) | 基于图马尔可夫神经网络的变压器故障的诊断方法 | |
| CN115758151A (zh) | 联合诊断模型建立方法、光伏组件故障诊断方法 | |
| CN114167180B (zh) | 一种基于图注意力神经网络的充油电气设备故障诊断方法 | |
| CN114520630A (zh) | 一种基于i-v曲线的光伏组串多峰检测方法 | |
| KR101874857B1 (ko) | 태양전지 셀에 대한 고장 모니터링 장치 및 그 동작 방법 | |
| CN114266396A (zh) | 一种基于电网特征智能筛选的暂态稳定判别方法 | |
| CN115618286A (zh) | 变压器局部放电类型识别方法、系统、设备、终端及应用 | |
| CN111638458B (zh) | 一种电芯故障的分析方法和装置 | |
| CN111969952A (zh) | 光伏组串的故障检测方法、装置、设备以及计算机可读存储介质 | |
| Liu et al. | Transformer fault diagnosis model based on iterative nearest neighbor interpolation and ensemble learning | |
| CN111751405A (zh) | 一种电力电缆进水及进水位置的检测方法 | |
| CN115208309A (zh) | 基于i-v特性曲线的光伏组件电流失配故障诊断方法 | |
| Xia et al. | Early fault diagnosis for DC/DC converters based on digital twins and transfer learning | |
| CN109460356B (zh) | 一种用于软件故障预测的数据融合方法 | |
| CN117290756B (zh) | 基于联邦学习的输电线路故障辨识方法、装置和电子设备 | |
| JP2019106824A (ja) | 太陽電池アレイ検査システム、パワーコンディショナ及び太陽電池アレイ検査方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |