CN113703489B - 一种iv扫描方法、装置及系统 - Google Patents
一种iv扫描方法、装置及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113703489B CN113703489B CN202110995933.9A CN202110995933A CN113703489B CN 113703489 B CN113703489 B CN 113703489B CN 202110995933 A CN202110995933 A CN 202110995933A CN 113703489 B CN113703489 B CN 113703489B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- output power
- scanning
- photovoltaic module
- current
- photovoltaic
- 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 32
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 18
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 15
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 7
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
Abstract
本发明公开了一种IV扫描方法、装置及系统，控制器以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率，即光伏逆变器工作在限功率状态，计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，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，此时，IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，更具体的说，涉及一种IV扫描方法、装置及系统。
背景技术
光伏组件IV数据，指的是光伏组件在运行过程中的电流-电压数据，由于IV数据可以直接反应光伏组件的健康状态，因此，IV数据广泛应用于光伏组件的故障诊断和运行状态监控中。在实际应用中，光伏组件IV数据主要通过光伏逆变器对光伏组件进行IV扫描得到，具体过程为：光伏逆变器动态改变光伏组件负载的大小，并从光伏组件最大电压开始扫描，直至光伏组件电压接近零电压，获得一组不同电流电压的二维数组，根据所有二维数组中的离散数据构建出一条IV曲线，通过对IV曲线进行特征识别来判断光伏组件是否发生故障。
然而，在实际工况下，受光伏逆变器限功率的影响，即光伏组件的理论输出功率不能超出光伏逆变器的实际最大输出功率，使得光伏逆变器在IV扫描过程中，无法扫描到光伏组件的理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率的部分，从而导致扫描得到的IV曲线不完整，无法根据IV曲线有效诊断光伏组件是否发生故障，进而影响光伏电站的运维管理。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种IV扫描方法、装置及系统，以使IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。
一种IV扫描方法，应用于处理器，所述IV扫描方法包括：
以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率；
当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度；
控制光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度；
当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
可选的，所述基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，包括：
基于组件理论发电量公式计算所述光伏组件在所述当前气象参数下对应的光伏组件内部等效参数，其中，所述当前气象参数包括：当前太阳辐照值和当前环境温度；
对所述内部等效参数采用光伏组件单二极管模型得到所述光伏组件在所述当前气象参数下的所述当前理论输出功率。
可选的，所述基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，包括：
将所述当前气象参数输入至预先建立的数据驱动模型，得到所述光伏组件的所述当前理论输出功率；
其中，所述数据驱动模型为光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
可选的，当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度，包括：
当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，基于所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率得到目标辐照值；
基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度。
可选的，当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，基于所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率得到目标辐照值，包括：
根据如下公式计算得到目标辐照值Ggoal；
式中，Pac为所述光伏逆变器的所述实际最大输出功率，Pdc为所述光伏组件的所述当前理论输出功率，G为所述当前气象参数中的当前太阳辐照值。
可选的，所述基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度，包括：
从预先建立的辐照值与光伏组件的倾斜角度的映射关系表中，查找到所述目标辐照值对应的目标倾斜角度作为所述目标调节角度。
一种IV扫描装置，应用于处理器，所述IV扫描装置包括：
获取单元，用于以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
功率确定单元，用于基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率；
角度确定单元，用于当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度；
控制单元，用于控制光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度；
指令发送单元，用于当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
可选的，所述功率确定单元具体用于：
基于组件理论发电量公式计算所述光伏组件在所述当前气象参数下对应的光伏组件内部等效参数，其中，所述当前气象参数包括：当前太阳辐照值和当前环境温度；
对所述内部等效参数采用光伏组件单二极管模型得到所述光伏组件在所述当前气象参数下的所述当前理论输出功率。
可选的，所述功率确定单元具体用于：
将所述当前气象参数输入至预先建立的数据驱动模型，得到所述光伏组件的所述当前理论输出功率；
其中，所述数据驱动模型为光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
可选的，所述角度确定单元具体用于：
当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，基于所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率得到目标辐照值；
基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度。
一种IV扫描系统，包括：数据采集装置、光伏跟踪支架、IV扫描装置和处理器，所述处理器分别与所述数据采集装置、所述光伏跟踪支架和所述IV扫描装置连接，所述处理器包括上述所述的IV扫描装置；
所述数据采集装置，用于根据所述处理器发送的数据采集指令，采集当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
所述光伏跟踪支架，用于根据所述处理器发送的角度调节指令，将光伏组件的倾角调节至目标调节角度；
所述IV扫描装置，用于根据所述处理器发送的IV扫描指令执行IV扫描功能。
可选的，还包括：通讯控制模块，所述通讯控制模块分别与所述数据采集装置、所述光伏跟踪支架、所述IV扫描装置和所述处理器连接；
所述通讯控制模块用于：将所述处理器下发的所述数据采集指令传输至所述数据采集装置；
所述通讯控制模块还用于：将所述处理器下发的所述角度调节指令传输至所述光伏跟踪支架；
所述通讯控制模块还用于：在确定所述光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度后，将所述处理器下发的所述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。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种IV扫描方法、装置及系统，控制器以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定光伏逆变器工作在限功率状态，此时，计算出光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时的光伏组件的目标调节角度，也即计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，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，此时，IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。因此，本发明既能够保证扫描完整的IV数据，又不影响光伏组件发电量。
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IV扫描系统的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的另一种IV扫描系统的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种IV扫描方法流程图；
图4为本发明实施例公开的一种光伏逆变器的PV曲线图；
图5为本发明实施例公开的一种IV曲线图中不完整IV曲线和完整IV曲线的对比图；
图6为本发明实施例公开的一种IV扫描装置的结构示意图。
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IV扫描方法、装置及系统，控制器以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定光伏逆变器工作在限功率状态，此时，计算出光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时的光伏组件的目标调节角度，也即计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，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，此时，IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。因此，本发明既能够保证扫描完整的IV数据，又不影响光伏组件发电量。
参见图1，本发明实施例公开的一种IV扫描系统的结构示意图，IV扫描系统包括：处理器10以及与处理器10分别连接的数据采集装置11、光伏跟踪支架12和IV扫描装置13。
其中：
数据采集装置11，用于根据处理器10发送的数据采集指令，采集当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，当前气象参数包括：当前太阳辐照值G和当前环境温度T。
具体的，在实际应用中，当处理器10接收到IV扫描启动指令时，处理器10向数据采集装置11发送数据采集指令，数据采集装置11根据该数据采集指令采集当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率。
较优的，数据采集装置11可以为光伏逆变器的采样单元、气象传感器、环境检测仪或其他外置传感器。
光伏跟踪支架12上放置有光伏组件，光伏跟踪支架12用于根据处理器10发送的角度调节指令，将光伏组件的倾角调节至目标调节角度。
在实际应用中，光伏跟踪支架12通过调整光伏跟踪轴的安装角度，实现对光伏组件的倾角调整，光伏跟踪支架12将对光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，会将调节结果反馈至处理器10。
光伏跟踪支架12的支架跟踪轴包括但不限于平单、斜单、平斜单和双轴等跟踪轴类型。
IV扫描装置13，用于根据处理器10发送的IV扫描指令执行IV扫描功能，还用于将IV扫描数据上传至处理器10。
具体的，IV扫描装置13根据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IV扫描数据上传至处理器10。
在实际应用中，IV扫描装置13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10，用于以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率；当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定在光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度；控制光伏跟踪支架12将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度；当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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，处理器10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，本发明公开了一种IV扫描系统，IV扫描系统包括：处理器10以及与处理器10分别连接的数据采集装置11、光伏跟踪支架12和IV扫描装置13，控制器10以接收到IV扫描启动指令为触发条件，通过数据采集装置11获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定光伏逆变器工作在限功率状态，此时，计算出光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时的光伏组件的目标调节角度，也即计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，通过光伏跟踪支架12将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，向IV扫描装置13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，此时，IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。因此，本发明既能够保证扫描完整的IV数据，又不影响光伏组件发电量。
在实际应用中，数据采集装置11、光伏跟踪支架12和IV扫描装置13可直接与处理器10连接，或是数据采集装置11、光伏跟踪支架12和IV扫描装置13通过通讯控制模块与控制器10连接。
因此，为进一步优化上述实施例，参见图2，本发明实施例公开的一种IV扫描系统的结构示意图，在图1所示实施例的基础上，IV扫描系统还可以包括：通讯控制模块14，通讯控制模块14分别与处理器10、数据采集装置11、光伏跟踪支架12和IV扫描装置13连接。
通讯控制模块14用于：将处理器10下发的数据采集指令传输至数据采集装置11。
通讯控制模块14还用于：将处理器10下发的角度调节指令传输至光伏跟踪支架12。
通讯控制模块14还用于：在确定光伏跟踪支架12将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，将处理器10下发的IV扫描指令传输至IV扫描装置13，并将IV扫描装置13根据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10。
较优的，通讯控制模块14可以为通讯采集箱、数据采集器、无线通讯接口等通讯传输设备。
参见图3，本发明实施例公开的一种IV扫描方法流程图，该方法应用于图1和图2所示实施例中的控制器，该方法包括：
步骤S101、以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率。
在实际应用中，用户可以通过点击控制器的操作按钮向控制器发送IV扫描启动指令，以触发控制器开始执行IV扫描相关操作。
当前气象参数主要包括当前太阳辐照值G和环境温度T。
其中，光伏逆变器的实际最大输出功率可以通过现有的测功率装置直接获取。
步骤S102、基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率。
本实施例中，以光伏逆变器为单位，控制器基于当前气象参数计算光伏组件的当前理论输出功率Pdc，具体公式如下：
Pdc＝f(G,T)。
步骤S103、当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定在光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时光伏组件的目标调节角度。
需要说明的是，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，表明光伏逆变器工作在限功率状态。此时，计算光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时光伏组件的目标调节角度，也即计算光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，从而在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，达到扫描完整IV曲线的目的。
当光伏组件的当前理论输出功率不大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，表明光伏逆变器工作在正常功率状态，此时，光伏跟踪支架不动作，控制器直接当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
步骤S104、控制光伏跟踪支架将光伏组件的倾角调节至目标调节角度。
其中，光伏跟踪支架的跟踪轴类型包括但不限于平单轴、斜单轴、平斜单轴和双轴，视跟踪轴类型确定跟踪轴东西方向调整角度或西北方向调整角度，只需保证将光伏组件的倾角调节至目标调节角度即可。
步骤S105、当确定光伏组件调节至目标调节角度后，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。
IV扫描装置执行IV扫描功能就可以得到的IV扫描数据，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，从而根据IV扫描数据就可以对光伏组件进行故障分析。
综上可知，本发明公开了一种IV扫描方法，控制器以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定光伏逆变器工作在限功率状态，此时，计算出光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时的光伏组件的目标调节角度，也即计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，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，此时，IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。因此，本发明既能够保证扫描完整的IV数据，又不影响光伏组件发电量。
另外，本发明无需添加额外的硬件设备，采用现有的硬件就可以实现角度调节和IV数据的采集，因此，并不会增加硬件成本。
本发明的发明人经过研究后发现，若光伏逆变器长期工作在限电状态，光伏组件的理论输出功率是大于光伏逆变器的实际最大输出功率的，富余的发电能量其实最终时通过光伏组件内阻发热内消了，光伏逆变器长期工作在限功率状态会导致光伏组件温度异常升高，加速光伏组件的老化和衰减。本发明通过将光伏逆变器调整到非现功率工作状态，在一定程度上对光伏组件的性能也是一种保护。
在实际应用中，步骤S102基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率的计算方法主要有两种，具体如下：
1、光伏组件单二极管模型
基于组件理论发电量公式计算光伏组件在当前气象参数下对应的内部等效参数，其中，当前气象参数包括：当前太阳辐照值和当前环境温度。
对光伏组件内部等效参数采用光伏组件单二极管模型得到光伏组件在当前气象参数下的当前理论输出功率。
在实际应用中，光伏组件的发电能力主要受太阳辐射值和环境温度的影响，因此，本发明中的当前气象参数主要包括：当前太阳辐照值和当前环境温度。
2、数据驱动模型
将当前气象参数输入至预先建立的数据驱动模型，得到光伏组件的所述当前理论输出功率；其中，数据驱动模型为光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
其中，数据驱动模型为根据预设时间段的历史组件发电数据，采用机器学习算法建立的光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
历史组件发电数据为光伏组件的历史输出功率以及历史气象参数。
需要说明的是，组件理论发电量公式、光伏组件单二极管模型以及数据驱动模型的具体工作原理，请参见现有成熟方案，此处不再赘述。
参见图4所示的光伏逆变器的PV曲线图，光伏跟踪支架在进行调整之前，光伏逆变器是在无条件限制的情况下工作，光伏逆变器的实际最大输出功率等于光伏组件的理论输出功率，即光伏逆变器工作在PV曲线的最大功率点上，详见图4中的A点。由于光伏逆变器限功率的影响，光伏逆变器工作在了非最大功率点上(也即当前限功率的功率值)，详见图4中的B点。当光伏支架将光伏组件的倾角调节至目标调节角度，使光伏逆变器工作在限功率临界点时，光伏逆变器的实际最大输出功率就降低至光伏逆变器的限功率的功率值，此时，光伏逆变器工作在最大功率点上，详见图4中的C点，使得光伏逆变器的最终输出功率仍然等于光伏逆变器的实际最大输出功率Pac，但是扫描得到的IV曲线会变得完整，详见图5所示的IV曲线图中示出的不完整IV曲线和完整IV曲线的对比图。
本发明中，控制器在确定光伏组件的目标调节角度时，首先根据光伏逆变器的实际最大输出功率Pac和光伏组件的当前理论输出功率Pdc得到目标辐照值，然后根据目标辐照值得到目标调节角度θ。
因此，步骤S103具体可以包括：
(1)当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，基于光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率得到目标辐照值。
由于光伏跟踪支架的角度调整主要是改变光伏组件表面可接收的辐照值，而辐照值又是影响光伏逆变器输入功率的主要特征，因此本发明首先根据需要调整到的目标输出功率(即光伏逆变器的实际最大输出功率Pac)，反推出目标辐照值，然后进一步根据目标辐照值来确定目标调节角度θ。
由于光伏跟踪支架的调整是瞬时动作，考虑到在极短时间内环境温度不会发生明显变化，因此，忽略环境温度对光伏逆变器的实际输出功率的影响，而只考虑辐照值对光伏逆变器的实际输出功率的影响，由于光伏逆变器的实际输出功率与辐照值是正比例关系，根据如下公式计算得到目标辐照值Ggoal；
式中，Pac为光伏逆变器的实际最大输出功率，Pdc为光伏组件的当前理论输出功率，G为当前气象参数中的当前太阳辐照值。
(2)基于目标辐照值得到目标调节角度。
具体的，从预先建立的辐照值与光伏组件的倾斜角度的映射关系表中，查找到所述目标辐照值对应的目标倾斜角度作为目标调节角度。
当反推得到目标辐照值Ggoal后，进一步确定光伏跟踪支架的目标调节角度θ。目标调节角度的确定可以通过查表法实现，即根据辐照天文算法计算出光伏组件在不同安装角度下的辐照值，建立辐照值与光伏组件的倾斜角度的映射关系表，通过查映射关系表可以查找找到目标辐照值Ggoal在任意时刻下对应的目标调节角度θ。辐照天文算法的具体原理，请参见现有成熟方案，此处不再赘述。
与上述IV扫描方法实施例相对应，本发明还公开了一种IV扫描装置。
参见图6，本发明实施例公开的一种IV扫描装置的结构示意图，该IV扫描装置应用于图1和图2所示实施例中的控制器，该IV扫描装置包括：
获取单元201，用于以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
在实际应用中，用户可以通过点击控制器的操作按钮向控制器发送IV扫描启动指令，以触发控制器开始执行IV扫描相关操作。
当前气象参数主要包括当前太阳辐照值G和环境温度T。
功率确定单元202，用于基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率；
本实施例中，以光伏逆变器为单位，控制器基于当前气象参数计算光伏组件的当前理论输出功率Pdc，具体公式如下：
Pdc＝f(G,T)。
角度确定单元203，用于当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度；
当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，表明光伏逆变器工作在限功率状态。此时，计算光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时光伏组件的目标调节角度，也即计算光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，从而在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，达到扫描完整IV曲线的目的。
当光伏组件的当前理论输出功率不大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，表明光伏逆变器工作在正常功率状态，此时，光伏跟踪支架不动作，控制器直接当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
控制单元204，用于控制光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度；
其中，光伏跟踪支架的跟踪轴类型包括但不限于平单轴、斜单轴、平斜单轴和双轴，视跟踪轴类型确定跟踪轴东西方向调整角度或西北方向调整角度，只需保证将光伏组件的倾角调节至目标调节角度即可。
指令发送单元205，用于当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
IV扫描装置执行IV扫描功能就可以得到的IV扫描数据，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，从而根据IV扫描数据就可以对光伏组件进行故障分析。
综上可知，本发明公开了一种IV扫描装置，控制器以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率，基于当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，确定光伏逆变器工作在限功率状态，此时，计算出光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率相等时的光伏组件的目标调节角度，也即计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度，在将光伏组件的倾角调节至目标调节角度后，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，此时，IV扫描装置可以扫描到所有的IV数据，从而可以得到完整的IV曲线，实现对光伏组件是否发生故障的有效诊断，保证光伏电站的正常运维管理。因此，本发明既能够保证扫描完整的IV数据，又不影响光伏组件发电量。
另外，本发明无需添加额外的硬件设备，采用现有的硬件就可以实现角度调节和IV数据的采集，因此，并不会增加硬件成本。
为进一步优化上述实施例，功率确定单元202具体可以用于：
基于组件理论发电量公式计算所述光伏组件在所述当前气象参数下对应的光伏组件内部等效参数，其中，所述当前气象参数包括：当前太阳辐照值和当前环境温度；
对所述内部等效参数采用光伏组件单二极管模型得到所述光伏组件在所述当前气象参数下的所述当前理论输出功率。
为进一步优化上述实施例，功率确定单元202具体还可以用于：
将所述当前气象参数输入至预先建立的数据驱动模型，得到所述光伏组件的所述当前理论输出功率；
其中，所述数据驱动模型为光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
其中，数据驱动模型为根据预设时间段的历史组件发电数据，采用机器学习算法建立的光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
历史组件发电数据为光伏组件的历史输出功率以及历史气象参数。
需要说明的是，组件理论发电量公式、光伏组件单二极管模型以及数据驱动模型的具体工作原理，请参见现有成熟方案，此处不再赘述。
本发明中，控制器在确定光伏组件的目标调节角度时，首先根据光伏逆变器的实际最大输出功率Pac和光伏组件的当前理论输出功率Pdc得到目标辐照值，然后根据目标辐照值得到目标调节角度θ。
因此，为进一步优化上述实施例，角度确定单元203具体可以用于：
当光伏组件的当前理论输出功率大于光伏逆变器的实际最大输出功率时，基于光伏组件的当前理论输出功率和光伏逆变器的实际最大输出功率得到目标辐照值；
基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度。
由于光伏跟踪支架的角度调整主要是改变光伏组件表面可接收的辐照值，而辐照值又是影响光伏逆变器输入功率的主要特征，因此本发明首先根据需要调整到的目标输出功率(即光伏逆变器的实际最大输出功率Pac)，反推出目标辐照值，然后进一步根据目标辐照值来确定目标调节角度θ。
由于光伏跟踪支架的调整是瞬时动作，考虑到在极短时间内环境温度不会发生明显变化，因此，忽略环境温度对光伏逆变器的实际输出功率的影响，而只考虑辐照值对光伏逆变器的实际输出功率的影响，由于光伏逆变器的实际输出功率与辐照值是正比例关系，根据如下公式计算得到目标辐照值Ggoal；
式中，Pac为光伏逆变器的实际最大输出功率，Pdc为光伏组件的当前理论输出功率，G为当前气象参数中的当前太阳辐照值。
当反推得到目标辐照值Ggoal后，进一步确定光伏跟踪支架的目标调节角度θ。目标调节角度的确定可以通过查表法实现，即根据辐照天文算法计算出光伏组件在不同安装角度下的辐照值，建立辐照值与光伏组件的倾斜角度的映射关系表，通过查映射关系表可以查找找到目标辐照值Ggoal在任意时刻下对应的目标调节角度θ。辐照天文算法的具体原理，请参见现有成熟方案，此处不再赘述。
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 (12)
1.一种IV扫描方法，其特征在于，应用于处理器，所述IV扫描方法包括：
以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率；
当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度；其中，计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度；
控制光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度；
当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
2.根据权利要求1所述的IV扫描方法，其特征在于，所述基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，包括：
基于组件理论发电量公式计算所述光伏组件在所述当前气象参数下对应的光伏组件内部等效参数，其中，所述当前气象参数包括：当前太阳辐照值和当前环境温度；
对所述内部等效参数采用光伏组件单二极管模型得到所述光伏组件在所述当前气象参数下的所述当前理论输出功率。
3.根据权利要求1所述的IV扫描方法，其特征在于，所述基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率，包括：
将所述当前气象参数输入至预先建立的数据驱动模型，得到所述光伏组件的所述当前理论输出功率；
其中，所述数据驱动模型为光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
4.根据权利要求1所述的IV扫描方法，其特征在于，当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度，包括：
当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，基于所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率得到目标辐照值；
基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度。
5.根据权利要求4所述的IV扫描方法，其特征在于，当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，基于所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率得到目标辐照值，包括：
根据如下公式计算得到目标辐照值Ggoal；
式中，Pac为所述光伏逆变器的所述实际最大输出功率，Pdc为所述光伏组件的所述当前理论输出功率，G为所述当前气象参数中的当前太阳辐照值。
6.根据权利要求4所述的IV扫描方法，其特征在于，所述基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度，包括：
从预先建立的辐照值与光伏组件的倾斜角度的映射关系表中，查找到所述目标辐照值对应的目标倾斜角度作为所述目标调节角度。
7.一种IV扫描装置，其特征在于，应用于处理器，所述IV扫描装置包括：
获取单元，用于以接收到IV扫描启动指令为触发条件，获取当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
功率确定单元，用于基于所述当前气象参数得到光伏组件的当前理论输出功率；
角度确定单元，用于当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，确定在所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率相等时所述光伏组件的目标调节角度；其中，计算出光伏逆变器工作在限功率临界点时光伏组件的目标调节角度；
控制单元，用于控制光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度；
指令发送单元，用于当确定所述光伏组件调节至所述目标调节角度后，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。
8.根据权利要求7所述的IV扫描装置，其特征在于，所述功率确定单元具体用于：
基于组件理论发电量公式计算所述光伏组件在所述当前气象参数下对应的光伏组件内部等效参数，其中，所述当前气象参数包括：当前太阳辐照值和当前环境温度；
对所述内部等效参数采用光伏组件单二极管模型得到所述光伏组件在所述当前气象参数下的所述当前理论输出功率。
9.根据权利要求7所述的IV扫描装置，其特征在于，所述功率确定单元具体用于：
将所述当前气象参数输入至预先建立的数据驱动模型，得到所述光伏组件的所述当前理论输出功率；
其中，所述数据驱动模型为光伏组件的输出功率与气象参数的关联模型。
10.根据权利要求7所述的IV扫描装置，其特征在于，所述角度确定单元具体用于：
当所述当前理论输出功率大于所述实际最大输出功率时，基于所述当前理论输出功率和所述实际最大输出功率得到目标辐照值；
基于所述目标辐照值得到所述目标调节角度。
11.一种IV扫描系统，其特征在于，包括：数据采集装置、光伏跟踪支架、IV扫描装置和处理器，所述处理器分别与所述数据采集装置、所述光伏跟踪支架和所述IV扫描装置连接，所述处理器包括权利要求7～10任意一项所述的IV扫描装置；
所述数据采集装置，用于根据所述处理器发送的数据采集指令，采集当前气象参数和光伏逆变器的实际最大输出功率；
所述光伏跟踪支架，用于根据所述处理器发送的角度调节指令，将光伏组件的倾角调节至目标调节角度；
所述IV扫描装置，用于根据所述处理器发送的IV扫描指令执行IV扫描功能。
12.根据权利要求11所述的IV扫描系统，其特征在于，还包括：通讯控制模块，所述通讯控制模块分别与所述数据采集装置、所述光伏跟踪支架、所述IV扫描装置和所述处理器连接；
所述通讯控制模块用于：将所述处理器下发的所述数据采集指令传输至所述数据采集装置；
所述通讯控制模块还用于：将所述处理器下发的所述角度调节指令传输至所述光伏跟踪支架；
所述通讯控制模块还用于：在确定所述光伏跟踪支架将所述光伏组件的倾角调节至所述目标调节角度后，将所述处理器下发的所述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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110995933.9A CN113703489B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种iv扫描方法、装置及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110995933.9A CN113703489B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种iv扫描方法、装置及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113703489A CN113703489A (zh) | 2021-11-26 |
| CN113703489B true CN113703489B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=78656045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110995933.9A Active CN113703489B (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种iv扫描方法、装置及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113703489B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114172256B (zh) * | 2021-12-20 | 2022-09-27 | 武汉美格科技股份有限公司 | 一种太阳能发电智能控制装置 |
| CN115309195A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-08 | 合肥仁卓智能科技有限公司 | 一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103885521A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-25 | 河海大学 | 一种基于布谷鸟搜索算法的光伏阵列mppt方法 |
| WO2015170904A1 (ko) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | (주)알티에스에너지 | 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템 및 방법 |
| CN107689772A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-02-13 | 中国华电科工集团有限公司 | 光伏电站的子阵并联失配的估算方法 |
| CN108923748A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-30 | 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 |
| CN112290888A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-29 | 阳光电源股份有限公司 | 一种iv扫描方法及光伏电站 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9291696B2 (en) * | 2007-12-05 | 2016-03-22 | Solaredge Technologies Ltd. | Photovoltaic system power tracking method |
| US20140077608A1 (en) * | 2012-09-18 | 2014-03-20 | Panasonic Corporation | Power generation control device, photovoltaic power generation system and power generation control method |
| CN111162734B (zh) * | 2018-11-07 | 2023-01-06 | 华为技术有限公司 | 一种光伏组串的电流电压曲线扫描方法、变流器及系统 |
-
2021
- 2021-08-27 CN CN202110995933.9A patent/CN113703489B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103885521A (zh) * | 2014-03-14 | 2014-06-25 | 河海大学 | 一种基于布谷鸟搜索算法的光伏阵列mppt方法 |
| WO2015170904A1 (ko) * | 2014-05-08 | 2015-11-12 | (주)알티에스에너지 | 태양 광 발전모듈의 원격 진단시스템 및 방법 |
| CN107689772A (zh) * | 2017-09-01 | 2018-02-13 | 中国华电科工集团有限公司 | 光伏电站的子阵并联失配的估算方法 |
| CN108923748A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-30 | 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 |
| CN112290888A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-01-29 | 阳光电源股份有限公司 | 一种iv扫描方法及光伏电站 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 基于功率损失和U-I特性综合考虑的光伏组件故障诊断方法;陈宇航;闫腾飞;谢添;温颖;梁睿;;电机与控制应用(第11期);全文 * |
| 基于功率预测的光伏组件阴影故障类型判定;陈华宝;韩伟;张晓东;;电测与仪表(第07期);全文 * |
| 并网光伏系统最大功率点跟踪控制的一种改进措施及其仿真和实验研究;杨海柱;金新民;;电工电能新技术(第01期);全文 * |
| 行回扫变压器最大输出功率测试原理及方法;王祥斌;严志豪;;现代电子技术(第12期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113703489A (zh) | 2021-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113703489B (zh) | 一种iv扫描方法、装置及系统 | |
| US11031906B2 (en) | Current-voltage curve scan method for photovoltaic module, and optimizer | |
| US5838148A (en) | Power control method and apparatus for battery power supply and battery power supply system | |
| KR101326420B1 (ko) | 태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법 | |
| JP5083425B2 (ja) | 太陽電力変換部の制御装置、及びその制御方法、及び太陽光発電装置 | |
| US8487230B2 (en) | Intelligent solar energy collection system with a dedicated control device | |
| US8853605B2 (en) | Intelligent solar panel array | |
| TWI499886B (zh) | 估算電路的最大功率點功率的方法 | |
| CN106982023B (zh) | 逆变器 | |
| WO2011112780A1 (en) | Power point tracking | |
| EP3840218B1 (en) | Fault detection method and fault detection apparatus for photovoltaic assembly | |
| KR102042964B1 (ko) | 계통연계형 태양광 발전장치의 무선 감지시스템 | |
| WO2024051389A1 (zh) | 一种光伏跟踪轴的控制方法、装置及光伏跟踪系统 | |
| CN105281665A (zh) | 一种便携式太阳能电池缺陷检测装置及方法 | |
| US8921750B2 (en) | Open-circuit voltage control system | |
| CN114253302A (zh) | 一种跟踪控制方法及装置 | |
| KR101987253B1 (ko) | 태양광 발전 시스템 | |
| CN116736893B (zh) | 一种光储装置的智慧能源管理方法及光储装置 | |
| US10581340B2 (en) | Solar drive system and method for tracking the maximum power point of a photovoltaic array | |
| CN109638885B (zh) | 一种新能源功率输出控制系统 | |
| CN113036807B (zh) | 一种降低光伏组串并联失配损失的方法及系统 | |
| CN104601110A (zh) | 一种在线检测光伏电池组件特性参数的方法 | |
| KR20150025977A (ko) | 태양광 발전 시스템의 최대전력점 추적 방법 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템 | |
| JP2019144953A (ja) | 太陽電池制御システム | |
| KR101128386B1 (ko) | 태양광 발전 시스템 |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20221227 Address after: Room 214-49, Block B, Phase III (South District), Huguang Road Independent Innovation Industrial Base, Shushan New Industrial Park, Shushan District, Hefei City, Anhui Province, 230088 Applicant after: Hefei Zero Carbon Technology Co.,Ltd. Address before: 230088 No. 1699 Xiyou Road, Hefei High-tech Zone, Anhui Province Applicant before: SUNGROW POWER SUPPLY Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |