CN113489457A - 光伏组件故障检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光伏组件故障检测方法及装置，由于不同故障的光伏组件对应的IV曲线的特征不同，通过采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组，每个数据组包括电流和电压，获取参考曲线，依据参考曲线，对每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到光伏组件的待检测曲线，获取参考曲线和待检测曲线的特征信息，特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量，依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测。实现了对光伏组件进行故障检测。

Description

光伏组件故障检测方法及装置

技术领域

本申请涉及运维技术领域，尤其涉及一种光伏组件故障检测方法及装置。

背景技术

随着光伏技术的飞速发展，光伏发电被广泛推广。光伏组件阵列作为光伏发电系统的重要组成部分，由于光伏发电需要在室外环境下进行，从而导致光伏组件阵列中的各个光伏组件需要长期暴露在比较恶劣的环境中，容易引发光伏组件的开路、老化、积尘和热斑等故障，进而影响光伏发电系统的发电效率。

因此，如何提供一种能够实现对光伏组件进行故障检测，以提升光伏发电系统的发电效率的技术方案，是目前本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

发明人在研究过程中发现，不同故障的光伏组件对应的IV曲线的特征不同，基于此，本申请所要解决的技术问题是提供一种光伏组件故障检测方法，以实现对光伏组件进行故障检测，从而提升光伏发电系统的发电效率。

本申请还提供了一种光伏组件故障检测装置，用于保证上述方法在实际中的实现及应用。

一种光伏组件故障检测方法，包括：

采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

上述的方法，可选的，所述获取参考曲线，包括：

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线；

计算每一条IV曲线的平均电流；

将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线；其中，最大平均电流为各个平均电流中数值最大的平均电流；

或，

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的铭牌参数；

依据铭牌参数，拟合参考曲线。

上述的方法，可选的，获取待检测曲线的特征信息之前，还包括：

从所述待检测曲线中均匀选取多个坐标点；

对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理。

上述的方法，可选的，所述依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测，包括：

判断所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量大于预设第一阈值，则确定所述光伏组件的故障类型为组件开路故障；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量不大于预设第一阈值，则判断所述待检测曲线的开路点电压是否小于所述参考曲线的开路点电压；

若所述待检测曲线的开路点电压小于所述参考曲线的开路点电压，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型；所述第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和电势诱导衰减PID故障；

若所述待检测曲线的开路点电压不小于所述参考曲线的开路点电压，则当所述待检测曲线的最大功率小于所述参考曲线的最大功率时，确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型；所述第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

上述的方法，可选的，所述确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型之后，还包括：

判断所述待检测曲线的短路点电流是否小于所述参考曲线的短路点电流；

若所述待检测曲线的短路点电流小于所述参考曲线的短路点电流，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的破碎故障；

若所述待检测曲线的短路点电流不小于所述参考曲线的短路点电流，则判断所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第二阈值；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第二阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的二极管短路故障；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第二阈值，则判断所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第三阈值；所述预设第三阈值小于所述预设第二阈值；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第三阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的组件配置错误故障；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第三阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的电势诱导衰减PID故障。

上述的方法，可选的，所述确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型之后，还包括：

判断所述待检测曲线的短路点电流是否小于所述参考曲线的短路点电流；

若所述待检测曲线的短路点电流小于所述参考曲线短路点电流，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的积尘故障；

若所述待检测曲线的短路点电流不小于所述参考曲线的短路点电流，则判断所述待检测曲线的一阶导数趋势是否为预设第一趋势；

若所述待检测曲线的一阶导数趋势为预设第一趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的阴影故障；

若所述待检测曲线的一阶导数趋势不为预设第一趋势，则判断所述待检测曲线的二阶导趋势是否为预设第二趋势；

若所述待检测曲线的二阶导数趋势为预设第二趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的热斑故障；

若所述待检测曲线的二阶导数趋势不为预设第二趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的老化故障。

一种光伏组件故障检测装置，包括：

采集单元，用于采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

第一获取单元，用于获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

第一拟合单元，用于依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

第二获取单元，用于获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

检测单元，用于依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

上述的装置，可选的，所述第一获取单元用于获取参考曲线，包括所述第一获取单元具体用于：

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线；

计算每一条IV曲线的平均电流；

将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线；其中，最大平均电流为各个平均电流中数值最大的平均电流；

或，

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的铭牌参数；

依据铭牌参数，拟合参考曲线。

上述的装置，可选的，还包括：

选取单元，用于从所述待检测曲线中均匀选取多个坐标点；

第二拟合单元，用于对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理。

上述的装置，可选的，所述检测单元用于依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测，包括所述检测单元具体用于：

判断所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量大于预设第一阈值，则确定所述光伏组件的故障类型为组件开路故障；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量不大于预设第一阈值，则判断所述待检测曲线的开路点电压是否小于所述参考曲线的开路点电压；

若所述待检测曲线的开路点电压小于所述参考曲线的开路点电压，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型；所述第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和电势诱导衰减PID故障；

若所述待检测曲线的开路点电压不小于所述参考曲线的开路点电压，则当所述待检测曲线的最大功率小于所述参考曲线的最大功率时，确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型；所述第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述的光伏组件故障检测方法。

一种电子设备，包括存储器，以及一个或者一个以上的指令，其中一个或者一个以上指令存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行上述的光伏组件故障检测方法。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请提供了一种光伏组件故障检测方法及装置，由于不同故障的光伏组件对应的IV曲线的特征不同，通过采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组，每个数据组包括电流和电压，获取参考曲线，参考曲线为光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线，依据参考曲线，对每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到光伏组件的待检测曲线，获取参考曲线和待检测曲线的特征信息；特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序，依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测。实现了对光伏组件进行故障检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的一种光伏组件故障检测方法的方法流程图；

图2为本申请提供的一种光伏组件故障检测方法的又一方法流程图；

图3为本申请提供的一种光伏组件故障检测方法的示例图；

图4为本申请提供的一种光伏组件故障检测方法的再一方法流程图；

图5为本申请提供的一种光伏组件故障检测方法的另一方法流程图；

图6为本申请提供的一种光伏组件故障检测装置的结构示意图；

图7为本申请提供的一种电子设备的结构示意图。

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。

本申请可用于众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。

本申请实施例提供了一种光伏组件故障检测方法，该方法可以应用在多种系统平台，其执行主体可以为计算机终端或各种移动设备的处理器，所述方法的方法流程图如图1所示，具体包括：

S101、采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组。

本实施例中，采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组，其中，每个数据组包括电流和电压，也就是采集光伏组件阵列中光伏组件的多个电流和电压。

S102、获取参考曲线。

本实施例中，获取光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线，将光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线作为参考曲线，也就是说，参考曲线为光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线。

其中，IV曲线的横坐标为电压，单位为V，纵坐标为电流，单位为A。

本实施例中，获取参考曲线的过程，具体包括以下步骤：

获取光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线；

计算每一条IV曲线的平均电流；

将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线；其中，最大平均电流为各个平均电流中数值最大的平均电流；

或，

获取光伏组件阵列中光伏组件的铭牌参数；

依据铭牌参数，拟合参考曲线。

本实施例中，可以通过两种方式获取参考曲线，可选的，方式一为：采集光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线，IV曲线的横坐标为电压，纵坐标为电流，依据每一条IV曲线上各个坐标点的电流，计算每一条IV曲线的平均电流，从所计算的平均电流中，确定数值最大的平均电流，将数值最大的平均电流确定为最大平均电流，并将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线。方式二为：获取光伏组件阵列中光伏组件上铭牌参数，其中，铭牌参数为厂家出厂所设置的参数，铭牌参数包括但不限于最大额定功率、最大功率点的电压、最大功率点的电流、开路电压、短路电流和组件效率，依据各个铭牌参数，拟合得到参考曲线。

需要说明的是，本实施例所提及的光伏组件可以是光伏发电系统正在投入使用的光伏组件，也可以是未投入使用的光伏组件，本实施例对光伏组件的使用状态不做具体的限定。

S103、依据参考曲线，对每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到光伏组件的待检测曲线。

本实施中，依据参考曲线，对每个数据组进行归一化处理，具体的，针对每一个数据组，将该数据组中的电压除以参考曲线所处坐标系中的最大横坐标值，将该数据组中的电流除以该参考曲线所处坐标系中的最大纵坐标，从而实现对该数据组的归一化。

本实施例中，对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，可选的，第一拟合处理可以是多项式拟合处理，也就是对归一化处理后的各个数据组进行多项式拟合处理，得到光伏组件的待检测曲线。

S104、获取参考曲线和所述待检测曲线的特征信息。

本实施例中，获取参考曲线的特征信息，具体的，获取参考曲线的开路点电压、短路点电流和最大功率。

本实施例中，获取待检测曲线的特征信息，具体的，获取待检测曲线的最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量。其中，一阶导数趋势用于表征待检测曲线的一阶导数的符号顺序，二阶导数趋势用于表征待检测曲线的二阶导数的符号顺序。

S105、依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测。

发明人在研究过程中发现，不同故障的光伏组件的IV曲线的特征不同，从而针对待检测曲线，依据参考曲线的特征信息，对待检测曲线的特征信息进行比对识别，可以确定每一条待检测曲线对应的光伏组件是否发生故障，以及在发生故障的情况下，确定发生故障的光伏组件的故障类型，其中，光伏组件的故障类型包括组件开路故障、第一故障类型和第二故障类型，第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和电势诱导衰减PID故障，第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

参阅图2，依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测的过程，具体包括以下步骤：

S201、判断待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值，若是，执行S202，若否，执行S203。

本实施例中，判断待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值，其中，预设第一阈值为经验值，可以根据需求进行调整，可选的，预设第一阈值可以是80。

S202、确定光伏组件的故障类型为组件开路故障。

本实施例中，不同故障下光伏组件的IV曲线如图3所示。

本实例中，参阅图3，组件开路故障对应的IV曲线有大量的电流接近0，若待检测曲线的电流为0的坐标点的数量大于预设第一阈值，则确定出光伏组件的故障类型为组件开路故障。

S203、判断待检测曲线的开路点电压是否小于参考曲线的开路点电压。

本实施例中，若待检测曲线的电流为0的坐标点的数量不大于预设第一阈值，则确定出光伏组件的故障类型不为组件开路故障，并判断待检测曲线的开路点电压是否小于参考曲线的开路点电压。

S204、确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型。

本实施例中，参阅图3，破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和PID故障对应的IV曲线的的开路点电压均小于参考曲线的开路点电压，若待检测曲线的开路点电压小于参考曲线的开路点电压，则确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型，第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和PID故障。

S205、判断待检测曲线的最大功率是否小于参考曲线的最大功率，若是，执行S206、若否，执行S207。

本实施例中，若待检测曲线的开路点电压不小于参考曲线的开路点电压，则确定出光伏组件的故障类型不为第一故障类型，并判断待检测曲线的最大功率是否小于参考曲线的最大功率。

S206、确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型。

本实例中，参阅图3，破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和PID故障对应的IV曲线的的开路点电压均不小于参考曲线的开路点电压，且破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和PID故障对应的IV曲线的的最大功率均小于参考曲线的最大功率；在待检测曲线的开路点电压不小于参考曲线的开路点电压的情况下，若待检测曲线的最大功率小于参考曲线的最大功率，则确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型，第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

S207、确定出光伏组件未发生故障。

本实施例中，在待检测曲线的开路点电压不小于参考曲线的开路点电压的情况下，若待检测曲线的最大功率不小于参考曲线的最大功率，则确定出光伏组件未发生故障。

本申请实施例提供的光伏组件故障检测方法，由于不同故障的光伏组件对应的IV曲线的特征不同，通过采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组，每个数据组包括电流和电压，获取参考曲线，参考曲线为光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线，依据参考曲线，对每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到光伏组件的待检测曲线，获取参考曲线和待检测曲线的特征信息；特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序，依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测。实现了对光伏组件进行故障检测，并降低了故障检测的成本、以及提高了故障检测的效率。

上述本申请实施例图1公开的步骤S103涉及到的获取待检测曲线的特征信息之前，还可以包括以下步骤：

从待检测曲线中均匀选取多个坐标点；

对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理。

本实施例中，在获取待检测曲线的特征信息之前，还可以从待检测曲线中均匀选取多个坐标点，并对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理，可选的，第二拟合处理可以是多项式拟合处理，也可以是分段拟合处理。

本实施例中，依据第二拟合处理后的曲线，执行步骤S104和S105。也就是说，若对待检测曲线进行均匀选取多个坐标点，并对所选取的多个坐标点进行第二拟合处理，则步骤S104获取参考曲线和待检测曲线的特征信息为获取参考曲线和经过第二拟合处理后的待检测曲线的特征信息，步骤S105依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测为，依据依据经过第二拟合处理后的待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测。

本申请实施例提供的光伏组件故障检测方法，在获取待检测曲线的特征信息之前，还可以从待检测曲线中均匀选取多个坐标点，并对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理，以使待检测曲线变得更光滑，从而减小采集电流和电压的过程中所带来的误差。

上述本申请实施例图2公开的步骤S204涉及到的确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型之后，流程图如图4所示，还可以包括以下步骤：

S401、判断待检测曲线的短路点电流是否小于参考曲线的短路点电流，若是，执行S402，若否，执行S403。

S402、确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的破碎故障。

本实施例中，参阅图3，破损故障对应的IV曲线的短路点电流小于参考曲线的短路点电流；若待检测曲线的短路点电流小于参考曲线的短路点电流，则确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的破碎故障。

S403、判断参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第二阈值，若是，执行S404，若否，执行S405。

本实施例中，若待检测曲线的短路点电流不小于参考曲线的短路点电流，则确定出光伏组件的故障类型不为第一故障类型中的破碎故障，并判断参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第二阈值。

S404、确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的二极管短路故障。

本实施例中，二极管短路故障对应的IV曲线的开路点电压小于参考曲线的开路点电压，若参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第二阈值，则确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的二极管短路故障。

S405、判断参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第三阈值，若是，执行S406，若否，执行S407。

本实施例中，若参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第二阈值，则确定出光伏组件的故障类型不为第一故障类型中的二极管短路故障，判断参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第三阈值，预设第三阈值小于预设第二阈值。

S406、确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的组件配置错误故障。

本实施例中，参阅图3，组件配置错误故障对应的IV曲线的开路点电压小于参考曲线的开路点电压，大于二级管短路故障对应的IV曲线的开路点电压。在参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第二阈值的情况下，若参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第三阈值，则确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的组件配置错误故障；其中预设第三阈值小于预设第二阈值。

S407、确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型中的电势诱导衰减PID故障。

本实施例中，参阅图3，电势诱导衰减PID故障对应的IV曲线的开路点电压小于参考曲线的开路点电压，大于组件配置故障对应的IV曲线的开路点电压。若参考曲线的开路点电压与待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第三阈值，则光伏组件的故障类型为第一故障类型中的PID故障。

本申请实施例提供的光伏组件故障检测方法，在确定出光伏组件的故障类型为第一故障类型后，可以通过待检测曲线的开路点电压和短路点电流，以及参考曲线的开路点电压和短路点电流，进一步确定光伏组件具体的故障类型。

上述本申请实施例图2公开的步骤S206涉及到的确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型之后，流程图如图5所示，还可以包括以下步骤：

S501、判断待检测曲线的短路点电流是否小于参考曲线的短路点电流，若是，执行S502，若否，执行S503。

S502、确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的积尘故障。

本实施例中，参阅图3，积尘故障对应的IV曲线的短路点电流小于参考曲线的短路点电流；若待检测曲线的短路点电流小于参考曲线的短路点电流，则确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的积尘故障。

S503、判断待检测曲线的一阶导数趋势是否为预设第一趋势，若是，执行S504，若否，执行S505。

本实施例中，若待检测曲线的短路点电流不小于参考曲线的短路点电流，则确定出光伏组件的故障类型不为第二故障类型中的积尘故障，并判断待检测曲线的一阶导数趋势是否为预设第一趋势。其中，预设第一趋势为一阶导数符号顺序为[0，-，0，-]。判断待检测曲线的一阶导数趋势是否为预设第一趋势，也就是判断待检测曲线的一阶导数趋势是否为[0，-，0，-]。

S504、确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的阴影故障。

本实施例中，参阅图3，阴影故障对应的IV曲线的一阶导数的符号顺序为[0，-，0，-]，也就是说，阴影故障对应的IV曲线的曲线趋势为先水平再下降再水平再下降的趋势。若待检测曲线的一阶导数趋势为预设第一趋势，也就是说，若待检测曲线的一阶导数趋势为[0，-，0，-]，则确定出阴影故障对应的IV曲线的曲线趋势为先水平再下降再水平再下降的趋势，因此确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的阴影故障。

S505、判断待检测曲线的二阶导数趋势是否为预设第二趋势，若是，执行S506，若否，执行S507。

若待检测曲线的一阶导数趋势为预设第一趋势，则确定出光伏组件的故障类型为不第二故障类型中的阴影故障，并判断待检测曲线的二阶导数趋势是否为预设第二趋势，其中，预设第二趋势为二阶导数符号顺序为[0，+，-，0，+，-]。

本实施例中，判断待检测曲线的二阶导数趋势是否为预设第二趋势，也就是判断待检测曲线的二阶导数趋势为[0，+，-，0，+，-]。

S506、确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的热斑故障。

本实施例中，参阅图3，热斑故障对应的IV曲线的一阶导数趋势为[0，-]，二阶导数趋势为[0，+，-，0，+，-]，也就是热斑故障对应的IV曲线的即具有凹性，又具有凸性。若待检测曲线的二阶导数趋势为预设第二趋势，则确定出待检测曲线具有凹凸性，因此，确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的热斑故障。

S507、确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的老化故障。

本实施例中，参阅图3，老化故障对应的IV曲线的一阶导数趋势为[0，-]，二阶导数趋势为[0，+]，也就是热斑故障对应的IV曲线的只具有凹性，没有凸性；若待检测曲线的二阶导数趋势不为预设第二趋势，则确定出待检测曲线没有同时均凹性和凸性，因此，确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型中的老化故障。

本申请实施例提供的光伏组件故障检测方法，在确定出光伏组件的故障类型为第二故障类型后，可以通过待检测曲线的短路点电流、一阶导数趋势和二阶导数趋势，进一步确定光伏组件具体的故障类型。

与图1所述的方法相对应，本申请实施例还提供了一种光伏组件故障检测装置，用于对图1中方法的具体实现，其结构示意图如图6所示，具体包括：

采集单元601，用于采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

第一获取单元602，用于获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

第一拟合单元603，用于依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

第二获取单元604，用于获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

检测单元605，用于依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

本申请实施例提供的光伏组件故障检测装置，由于不同故障的光伏组件对应的IV曲线的特征不同，通过采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组，每个数据组包括电流和电压，获取参考曲线，参考曲线为光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线，依据参考曲线，对每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到光伏组件的待检测曲线，获取参考曲线和待检测曲线的特征信息；特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序，依据待检测曲线的特征信息和参考曲线的特征信息，对光伏组件进行故障检测。实现了对光伏组件进行故障检测，并降低了故障检测的成本、以及提高了故障检测的效率。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，第一获取单元602用于获取参考曲线，包括第一获取单元602具体用于：

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线；

计算每一条IV曲线的平均电流；

将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线；其中，最大平均电流为各个平均电流中数值最大的平均电流；

或，

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的铭牌参数；

依据铭牌参数，拟合参考曲线。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，还可以配置为：

选取单元，用于从所述待检测曲线中均匀选取多个坐标点；

第二拟合单元，用于对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，检测单元605用于依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测，包括检测单元605具体用于：

判断所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量大于预设第一阈值，则确定所述光伏组件的故障类型为组件开路故障；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量不大于预设第一阈值，则判断所述待检测曲线的开路点电压是否小于所述参考曲线的开路点电压；

若所述待检测曲线的开路点电压小于所述参考曲线的开路点电压，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型；所述第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和电势诱导衰减PID故障；

若所述待检测曲线的开路点电压不小于所述参考曲线的开路点电压，则当所述待检测曲线的最大功率小于所述参考曲线的最大功率时，确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型；所述第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，检测单元605还用于：

判断所述待检测曲线的短路点电流是否小于所述参考曲线的短路点电流；

若所述待检测曲线的短路点电流小于所述参考曲线的短路点电流，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的破碎故障；

若所述待检测曲线的短路点电流不小于所述参考曲线的短路点电流，则判断所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第二阈值；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第二阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的二极管短路故障；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第二阈值，则判断所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第三阈值；所述预设第三阈值小于所述预设第二阈值；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第三阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的组件配置错误故障；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第三阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的电势诱导衰减PID故障。

在本申请的一个实施例中，基于前述方案，检测单元605还用于：

判断所述待检测曲线的短路点电流是否小于所述参考曲线的短路点电流；

若所述待检测曲线的短路点电流小于所述参考曲线短路点电流，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的积尘故障；

若所述待检测曲线的短路点电流不小于所述参考曲线的短路点电流，则判断所述待检测曲线的一阶导数趋势是否为预设第一趋势；

若所述待检测曲线的一阶导数趋势为预设第一趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的阴影故障；

若所述待检测曲线的一阶导数趋势不为预设第一趋势，则判断所述待检测曲线的二阶导趋势是否为预设第二趋势；

若所述待检测曲线的二阶导数趋势为预设第二趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的热斑故障；

若所述待检测曲线的二阶导数趋势不为预设第二趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的老化故障。

本申请实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的指令，其中，在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行以下操作：

采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

本申请实施例还提供了一种电子设备，其结构示意图如图7所示，具体包括存储器701，以及一个或者一个以上的指令702，其中一个或者一个以上指令702存储于存储器701中，且经配置以由一个或者一个以上处理器703执行所述一个或者一个以上指令702进行以下操作：

采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，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发生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、物品或者设备中还发生另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上系统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组件故障检测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 (10)

1.一种光伏组件故障检测方法，其特征在于，包括：

采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取参考曲线，包括：

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线；

计算每一条IV曲线的平均电流；

将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线；其中，最大平均电流为各个平均电流中数值最大的平均电流；

或，

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的铭牌参数；

依据铭牌参数，拟合参考曲线。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取待检测曲线的特征信息之前，还包括：

从所述待检测曲线中均匀选取多个坐标点；

对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测，包括：

判断所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量大于预设第一阈值，则确定所述光伏组件的故障类型为组件开路故障；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量不大于预设第一阈值，则判断所述待检测曲线的开路点电压是否小于所述参考曲线的开路点电压；

若所述待检测曲线的开路点电压小于所述参考曲线的开路点电压，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型；所述第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和电势诱导衰减PID故障；

若所述待检测曲线的开路点电压不小于所述参考曲线的开路点电压，则当所述待检测曲线的最大功率小于所述参考曲线的最大功率时，确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型；所述第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型之后，还包括：

判断所述待检测曲线的短路点电流是否小于所述参考曲线的短路点电流；

若所述待检测曲线的短路点电流小于所述参考曲线的短路点电流，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的破碎故障；

若所述待检测曲线的短路点电流不小于所述参考曲线的短路点电流，则判断所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第二阈值；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第二阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的二极管短路故障；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第二阈值，则判断所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值是否大于预设第三阈值；所述预设第三阈值小于所述预设第二阈值；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值大于预设第三阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的组件配置错误故障；

若所述参考曲线的开路点电压与所述待检测曲线的开路点电压的差值不大于预设第三阈值，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型中的电势诱导衰减PID故障。

6.根据权利要求4的方法，其特征在于，所述确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型之后，还包括：

判断所述待检测曲线的短路点电流是否小于所述参考曲线的短路点电流；

若所述待检测曲线的短路点电流小于所述参考曲线短路点电流，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的积尘故障；

若所述待检测曲线的短路点电流不小于所述参考曲线的短路点电流，则判断所述待检测曲线的一阶导数趋势是否为预设第一趋势；

若所述待检测曲线的一阶导数趋势为预设第一趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的阴影故障；

若所述待检测曲线的一阶导数趋势不为预设第一趋势，则判断所述待检测曲线的二阶导趋势是否为预设第二趋势；

若所述待检测曲线的二阶导数趋势为预设第二趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的热斑故障；

若所述待检测曲线的二阶导数趋势不为预设第二趋势，则确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型中的老化故障。

7.一种光伏组件故障检测装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集光伏组件阵列中光伏组件的多个数据组；每个数据组包括电流和电压；

第一获取单元，用于获取参考曲线；所述参考曲线为所述光伏组件处于无故障状态下对应的IV曲线；

第一拟合单元，用于依据所述参考曲线，对所述每个数据组进行归一化处理，并对归一化处理后的各个数据组进行第一拟合处理，得到所述光伏组件的待检测曲线；

第二获取单元，用于获取所述参考曲线和所述待检测曲线的特征信息；所述特征信息包括最大功率、短路点电流、开路点电压、一阶导数趋势、二阶导数趋势和电流为0的坐标点的数量；所述一阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的一阶导数的符号顺序，所述二阶导数趋势用于表征所述待检测曲线的二阶导数的符号顺序；

检测单元，用于依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元用于获取参考曲线，包括所述第一获取单元具体用于：

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的多条IV曲线；

计算每一条IV曲线的平均电流；

将最大平均电流对应的IV曲线确定为参考曲线；其中，最大平均电流为各个平均电流中数值最大的平均电流；

或，

获取所述光伏组件阵列中光伏组件的铭牌参数；

依据铭牌参数，拟合参考曲线。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

选取单元，用于从所述待检测曲线中均匀选取多个坐标点；

第二拟合单元，用于对所选取的各个坐标点进行第二拟合处理。

10.根据权利要求7或9所述的装置，其特征在于，所述检测单元用于依据所述待检测曲线的特征信息和所述参考曲线的特征信息，对所述光伏组件进行故障检测，包括所述检测单元具体用于：

判断所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量是否大于预设第一阈值；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量大于预设第一阈值，则确定所述光伏组件的故障类型为组件开路故障；

若所述待检测曲线的电流为0的坐标点的数量不大于预设第一阈值，则判断所述待检测曲线的开路点电压是否小于所述参考曲线的开路点电压；

若所述待检测曲线的开路点电压小于所述参考曲线的开路点电压，则确定出所述光伏组件的故障类型为第一故障类型；所述第一故障类型包括破碎故障、二极管短路故障、组件配置错误故障和电势诱导衰减PID故障；

若所述待检测曲线的开路点电压不小于所述参考曲线的开路点电压，则当所述待检测曲线的最大功率小于所述参考曲线的最大功率时，确定出所述光伏组件的故障类型为第二故障类型；所述第二故障类型包括积尘故障、组件老化故障、阴影故障和热斑故障。

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