CN115955192A - 光伏发电系统诊断方法、装置、诊断系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光伏发电系统诊断方法、装置、控制设备及诊断系统。该方法基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，包括：基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，端电压信号为被测光伏板件基于差分功率处理设备发送的预设激励电压信号输出的电压信号；将端电压信号和电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于端电压信号和电流信号的各个模型化电路参数值；根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。本发明能够避免因局部长期不易发现的故障点而导致的光伏电站发电效率降低；同时不需要额外增加器件成本。

Description

光伏发电系统诊断方法、装置、诊断系统及存储介质

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电系统诊断方法、装置、控制设备及诊断系统。

背景技术

随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一，光伏发电作为一种新兴绿色能源产业，逐步得到了国家的重视与扶持。

但是由于光伏电站中的光伏发电板件数量巨大，光伏发电板件受内、外因素造成的故障率较高，以及光伏板件至汇流箱之间的集电线路发生断路时不宜被察觉等原因，会导致光伏发电的光电转换率逐步降低，造成运维成本的增大及电力资源的浪费。若在光伏电站中增加专业故障诊断装置，将会大大增加光伏电站的投资成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种光伏发电系统诊断方法、装置、控制设备及诊断系统，以解决光伏板件发生故障会导致光伏发电的光电转换率降低，而新增光伏板件的故障诊断装置会大大增加器件成本的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种光伏发电系统诊断方法，基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，包括：

基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，所述端电压信号为被测光伏板件基于所述差分功率处理设备发送的所述预设激励电压信号输出的电压信号；

将所述端电压信号和所述电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于所述端电压信号和所述电流信号的各个模型化电路参数值；

根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。

在一种可能的实现方式中，所述预设激励电压信号用于将被测光伏板件的端电压信号从最小电压水平驱动到最大电压水平；所述最大电压水平根据被测光伏板件退化或辐射的当前水平以及与被测光伏板件可操作地连接的并网逆变器的操作点确定。

在一种可能的实现方式中，所述预设太阳能电池的二极管模型为太阳能电池的动态单二极管模型。

在一种可能的实现方式中，所述根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断，包括：

根据所述端电压信号和各个所述模型化电路参数值，预测在预设太阳能电池的二极管模型中产生的预测端电流信号；

根据所述预测端电流信号和所述电流信号对被测光伏板件进行故障诊断。

第二方面，本发明实施例提供了一种光伏发电系统诊断装置，基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，包括：

获取模块，用于基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，所述端电压信号为被测光伏板件基于所述差分功率处理设备发送的所述预设激励电压信号输出的电压信号；

匹配模块，用于将所述端电压信号和所述电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于所述端电压信号和所述电流信号的各个模型化电路参数值；

诊断模块，用于根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。

第三方面，本发明实施例提供了一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种光伏发电系统诊断系统，包括：差分功率处理设备和如上第三方面所述的控制设备；

所述差分功率处理设备跨接在至少两个串联连接的光伏板件上，用于在接收到故障诊断触发信号时，基于不同的非零扰动频率向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个被测光伏板件发送预设激励电压信号，并检测被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号；

在未接收到所述故障诊断触发信号的正常模式下，对至少两个串联连接的光伏板件进行最大功率点跟踪。

在一种可能的实现方式中，所述差分功率处理设备，包括：通信模块、驱动电路、功率转换器、采样模块和控制器；

所述通信模块分别与所述驱动电路和所述采样模块连接，用于接收故障诊断触发信号，并将所述故障诊断触发信号发送给所述驱动电路，以及获取所述采样模块检测的被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号并发送给所述控制设备；

所述驱动电路分别与所述功率转换器和所述控制器连接，用于根据所述故障诊断触发信号和所述控制器输出的控制信号提供门控信号控制所述功率转换器中的开关管；

所述功率转换器跨接在至少两个串联连接的光伏板件上，用于在所述门控信号的控制下，基于不同的非零扰动频率向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个被测光伏板件发送预设激励电压信号；

所述采样模块连接在被测光伏板件上，还与所述控制器连接，用于检测被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号并发送给所述控制器，以使所述控制器基于检测到的所述端电压信号和具有非零扰动频率的参考电压信号的差输出控制信号，所述控制信号用于控制被测光伏板的端电压信号跟随所述参考电压信号。

在一种可能的实现方式中，所述功率转换器，包括：第一电容器、第二电容器、电感器、第一开关管和第二开关管；

所述第一电容器，第一端分别与至少两个串联连接的光伏板件中的第一光伏板件的第一端和所述第一开关管的源极连接，第二端分别与所述第一光伏板的第二端和所述第二电容器的第一端连接；

所述第二电容器，第一端还与至少两个串联连接的光伏板件中的第二光伏板件的第一端连接，第二端分别与所述第二光伏板的第二端和所述第二开关管的漏极连接；

所述电感器，第一端连接在所述第一电容器和所述第二电容器之间，第二端连接在所述第一开关管的漏极和所述第二开关管的源极之间；

所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极均与所述驱动电路连接。

第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所述方法的步骤。

本发明实施例提供一种光伏发电系统诊断方法、装置、控制设备及诊断系统，基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，通过基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，端电压信号为被测光伏板件基于差分功率处理设备发送的预设激励电压信号输出的电压信号；将端电压信号和电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于端电压信号和电流信号的各个模型化电路参数值；根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。可以诊断光伏发电系统中的光伏板件的故障，避免因局部长期不易发现的故障点而导致的光伏电站发电效率降低；同时由于本发明基于差分功率处理设备发送预设激励电压信号，因此不需要额外在光伏电站中增加专业故障诊断装置，有利于降低器件成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例提供的光伏发电系统诊断方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的太阳能电池的动态单二极管模型的示意图；

图3是本发明实施例提供的光伏发电系统诊断装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的控制设备的示意图；

图5是本发明实施例提供的功率转换器的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的光伏发电系统诊断方法的实现流程图，该方法基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，详述如下：

在步骤101中，基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号。

其中，端电压信号为被测光伏板件基于差分功率处理设备发送的预设激励电压信号输出的电压信号。

差分功率处理设备可以在故障诊断触发信号的触发下，向被测光伏板件发送预设激励电压信号。

可选的，差分功率处理设备向被测光伏板件发送的预设激励电压信号用于将被测光伏板件的端电压信号从最小电压水平驱动到最大电压水平。最大电压水平根据被测光伏板件退化或辐射的当前水平以及与被测光伏板件可操作地连接的并网逆变器的操作点确定。

其中，每个预设激励电压信号可以具有毫秒级的持续时间。

在步骤102中，将端电压信号和电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于端电压信号和电流信号的各个模型化电路参数值。

可选的，预设太阳能电池的二极管模型为太阳能电池的动态单二极管模型。

其中，太阳能电池的动态单二极管模型定义了多个模型化电路元件和与模型化电路元件相关联的多个模型化电路参数，用于确定对应于被测光伏板件的检测到的端电压信号和输出电流信号的多个模型化电路参数的相应值，其中多个模型化电路参数的确定值中的至少一个表示指示被测光伏板件状态的固有参数的值。

其中，如图2所示，太阳能电池的动态单二极管模型定义的多个模型化电路元件可以包括：基于模拟入射光提供模拟电流的模拟电流源，与模拟电流源并联的模拟二极管，与模拟电流源并联的模拟电容器，与模拟电流源并联的模拟第一电阻器，以及分别与模拟第一电阻器和模拟电流源串联连接的模拟第二电阻器。

其中，多个模型化电路参数包括动态单二极管模型中的模拟电流源提供的电流I_ph，动态单二极管模型中的反向饱和电流I_o，动态单二极管模型中的热电压V_T，动态单二极管模型中模拟第一电阻器的电阻R_sh，动态单二极管模型中模拟电容器的电容C_sh，动态单二极管模型中模拟第二电阻器的电阻R_s。其中，电阻R_sh指示与被测光伏板件相关联的固有pn结电阻，电容C_sh指示与被测光伏板件相关联的固有pn结电容。

在步骤103中，根据各个模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。

可选的，根据各个模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断，可以包括：

根据端电压信号和各个模型化电路参数值，预测在预设太阳能电池的二极管模型中产生的预测端电流信号。

根据预测端电流信号和电流信号对被测光伏板件进行故障诊断。

本实施例中，可以基于电流预测器基于检测到的被测光伏板件的端电压信号和多个模型化电路参数值，预测被建模为在动态单二极管模型中产生的端电流。

在此基础上，还可以使用优化算法确定与多个模型化电路参数值相关联的目标函数值。

本发明实施例通过基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，端电压信号为被测光伏板件基于差分功率处理设备发送的预设激励电压信号输出的电压信号；将端电压信号和电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于端电压信号和电流信号的各个模型化电路参数值；根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。可以诊断光伏发电系统中的光伏板件的故障，避免因局部长期不易发现的故障点而导致的光伏电站发电效率降低；同时由于本发明基于差分功率处理设备发送预设激励电压信号，因此不需要额外在光伏电站中增加专业故障诊断装置，有利于降低器件成本。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。

图3示出了本发明实施例提供的光伏发电系统诊断装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图3所示，光伏发电系统诊断装置包括：获取模块31、匹配模块32和诊断模块33。

获取模块31，用于基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，所述端电压信号为被测光伏板件基于所述差分功率处理设备发送的所述预设激励电压信号输出的电压信号；

匹配模块32，用于将所述端电压信号和所述电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于所述端电压信号和所述电流信号的各个模型化电路参数值；

诊断模块33，用于根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。

本发明实施例通过基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，通过基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，端电压信号为被测光伏板件基于差分功率处理设备发送的预设激励电压信号输出的电压信号；将端电压信号和电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于端电压信号和电流信号的各个模型化电路参数值；根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。可以诊断光伏发电系统中的光伏板件的故障，避免因局部长期不易发现的故障点而导致的光伏电站发电效率降低；同时由于本发明基于差分功率处理设备发送预设激励电压信号，因此不需要额外在光伏电站中增加专业故障诊断装置，有利于降低器件成本。

在一种可能的实现方式中，所述预设激励电压信号用于将被测光伏板件的端电压信号从最小电压水平驱动到最大电压水平；所述最大电压水平根据被测光伏板件退化或辐射的当前水平以及与被测光伏板件可操作地连接的并网逆变器的操作点确定。

在一种可能的实现方式中，所述预设太阳能电池的二极管模型为太阳能电池的动态单二极管模型。

在一种可能的实现方式中，诊断模块33，用于根据所述端电压信号和各个所述模型化电路参数值，预测在预设太阳能电池的二极管模型中产生的预测端电流信号；

根据所述预测端电流信号和所述电流信号对被测光伏板件进行故障诊断。

图4是本发明实施例提供的控制设备的示意图。如图4所示，该实施例的控制设备4包括：处理器40、存储器41以及存储在存储器41中并可在处理器40上运行的计算机程序42。处理器40执行计算机程序42时实现上述各个光伏发电系统诊断方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至步骤103。或者，处理器40执行计算机程序42时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图3所示模块/单元31至33的功能。

示例性的，计算机程序42可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器41中，并由处理器40执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序42在控制设备4中的执行过程。例如，计算机程序42可以被分割成图3所示的模块/单元31至33。

控制设备5可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。控制设备4可包括，但不仅限于，处理器40、存储器41。本领域技术人员可以理解，图4仅仅是控制设备4的示例，并不构成对控制设备4的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器40可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器41可以是控制设备4的内部存储单元，例如控制设备4的硬盘或内存。存储器41也可以是控制设备4的外部存储设备，例如控制设备4上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器51还可以既包括控制设备4的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器41用于存储计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。存储器41还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

可选的，控制设备4中还可以包括一通信模块，以与差分功率处理设备通信。

可选的，控制设备4中还可以包括另一通信模块，用于将各个模型化电路参数值传送至远程存储器。

其中，控制设备4中的通信模块可以包括无线通信模块，例如Zigbee通信模块。

其中，远程存储器，用于存储由控制设备确定的各个模型化电路参数值，其中远程存储器可以包括服务器。

在远程存储器中，可以分析各个模型化电路参数值的时间序列，以确定被测光伏板件的预测状态。也即预测的故障诊断结果。

作为本发明的另一实施例，本发明还可以包括一种光伏发电系统诊断系统，包括：差分功率处理设备和上述实施例的控制设备。

差分功率处理设备跨接在至少两个串联连接的光伏板件上，用于在接收到故障诊断触发信号时，基于不同的非零扰动频率向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个被测光伏板件发送预设激励电压信号，并检测被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号。

在未接收到故障诊断触发信号的正常模式下，对至少两个串联连接的光伏板件进行最大功率点跟踪。

本实施例中，差分功率处理设备可以理解为数据采集设备，差分功率处理设备可在正常模式下操作以进行最大功率点跟踪，并且在诊断模式下操作为，数据采集设备，进而不需要额外在光伏电站中增加专业故障诊断装置，有利于降低器件成本。

可选的，差分功率处理设备，可以包括：通信模块、驱动电路、功率转换器、采样模块和控制器。

通信模块分别与驱动电路和采样模块连接，用于接收故障诊断触发信号，并将故障诊断触发信号发送给驱动电路，以及获取采样模块检测的被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号并发送给控制设备。

驱动电路分别与功率转换器和控制器连接，用于根据故障诊断触发信号和控制器输出的控制信号提供门控信号控制功率转换器中的开关管。

功率转换器跨接在至少两个串联连接的光伏板件上，用于在门控信号的控制下，基于不同的非零扰动频率向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个被测光伏板件发送预设激励电压信号。

采样模块连接在被测光伏板件上，还与控制器连接，用于检测被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号并发送给控制器，以使控制器基于检测到的端电压信号和具有非零扰动频率的参考电压信号的差输出控制信号，控制信号用于控制被测光伏板的端电压信号跟随参考电压信号。

本实施例中，驱动电路、功率转换器和控制器可以视为差分功率处理设备(即数据采集设备)中的连接电路，其被布置成在光伏板件上，向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个发送预设激励电压信号，每个预设激励电压信号具有各自的非零扰动频率，以在至少两个串联连接的光伏板件的正常操作期间建立被测光伏板件，并检测端电压信号，以及响应于预设激励电压信号输出被测光伏板件的电流信号。

其中，功率转换器可以为具有两个开关的功率转换器。驱动电路用于提供门控信号以互补地操作两个开关。控制器，用于基于检测到的被测光伏板件的端电压信号与具有非零扰动频率的参考电压信号之间的差来控制驱动电路，以控制被测光伏板的被测端电压信号跟随参考电压信号。

差分功率处理设备中的通信模块用于与上述控制设备通信，以从控制设备接收触发信号，从而启动预设激励电压信号的传输，并且将所检测到的端电压信号和电流信号传输到控制设备，以用于分析和确定被测光伏板件的状态。

其中，差分功率处理设备中的通信模块可以包括无线通信模块，例如Zigbee通信模块。

其中，差分功率处理设备中的采样器，用于对检测到的端电压信号和输出电流信号进行采样，以提供采样的检测到的相应信号，并且差分功率处理设备中的通信模块可以用于将采样的检测到的相应信号传送给控制设备。

可选的，差分功率处理设备中还可以包括用于存储检测到的端电压信号和输出电流信号的存储器。

可选的，上述功率转换器可以包括DC-DC转换器，DC-DC转换器可以包括降压-升压转换器，降压-升压转换器可以被设置为以连续导通模式操作。

可选的，结合图5，功率转换器50，包括：第一电容器C1、第二电容器C2、电感器L、第一开关管S1和第二开关管S2。

第一电容器C1，第一端分别与至少两个串联连接的光伏板件中的第一光伏板件P1的第一端和第一开关管S1的源极连接，第二端分别与第一光伏板P1的第二端和第二电容器C2的第一端连接。

第二电容器C2，第一端还与至少两个串联连接的光伏板件中的第二光伏板件P2的第一端连接，第二端分别与第二光伏板P2的第二端和第二开关管S2的漏极连接。

电感器L，第一端连接在第一电容器C1和第二电容器C2之间，第二端连接在第一开关管S1的漏极和第二开关管S2的源极之间。

第一开关管S1的栅极和第二开关管S2的栅极均与驱动电路连接。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个光伏发电系统诊断方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏发电系统诊断方法，其特征在于，基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，所述方法包括：

基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，所述端电压信号为被测光伏板件基于所述差分功率处理设备发送的所述预设激励电压信号输出的电压信号；

将所述端电压信号和所述电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于所述端电压信号和所述电流信号的各个模型化电路参数值；

根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。

2.根据权利要求1所述的光伏发电系统诊断方法，其特征在于，所述预设激励电压信号用于将被测光伏板件的端电压信号从最小电压水平驱动到最大电压水平；所述最大电压水平根据被测光伏板件退化或辐射的当前水平以及与被测光伏板件可操作地连接的并网逆变器的操作点确定。

3.根据权利要求1所述的光伏发电系统诊断方法，其特征在于，所述预设太阳能电池的二极管模型为太阳能电池的动态单二极管模型。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏发电系统诊断方法，其特征在于，所述根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断，包括：

根据所述端电压信号和各个所述模型化电路参数值，预测在预设太阳能电池的二极管模型中产生的预测端电流信号；

根据所述预测端电流信号和所述电流信号对被测光伏板件进行故障诊断。

5.一种光伏发电系统诊断装置，其特征在于，基于光伏发电系统中的差分功率处理设备，包括：

获取模块，用于基于故障诊断触发信号获取被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号，所述端电压信号为被测光伏板件基于所述差分功率处理设备发送的所述预设激励电压信号输出的电压信号；

匹配模块，用于将所述端电压信号和所述电流信号与预设太阳能电池的二极管模型进行匹配，确定预设太阳能电池的二极管模型中对应于所述端电压信号和所述电流信号的各个模型化电路参数值；

诊断模块，用于根据各个所述模型化电路参数值对被测光伏板件进行故障诊断。

6.一种控制设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。

7.一种光伏发电系统诊断系统，其特征在于，包括：差分功率处理设备和如权利要求6所述的控制设备；

所述差分功率处理设备跨接在至少两个串联连接的光伏板件上，用于在接收到故障诊断触发信号时，基于不同的非零扰动频率向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个被测光伏板件发送预设激励电压信号，并检测被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号；

在未接收到所述故障诊断触发信号的正常模式下，对至少两个串联连接的光伏板件进行最大功率点跟踪。

8.根据权利要求7所述的光伏发电系统诊断系统，其特征在于，所述差分功率处理设备，包括：通信模块、驱动电路、功率转换器、采样模块和控制器；

所述通信模块分别与所述驱动电路和所述采样模块连接，用于接收故障诊断触发信号，并将所述故障诊断触发信号发送给所述驱动电路，以及获取所述采样模块检测的被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号并发送给所述控制设备；

所述驱动电路分别与所述功率转换器和所述控制器连接，用于根据所述故障诊断触发信号和所述控制器输出的控制信号提供门控信号控制所述功率转换器中的开关管；

所述功率转换器跨接在至少两个串联连接的光伏板件上，用于在所述门控信号的控制下，基于不同的非零扰动频率向至少两个串联连接的光伏板件中的至少一个被测光伏板件发送预设激励电压信号；

所述采样模块连接在被测光伏板件上，还与所述控制器连接，用于检测被测光伏板件的端电压信号和响应于预设激励电压信号输出的电流信号并发送给所述控制器，以使所述控制器基于检测到的所述端电压信号和具有非零扰动频率的参考电压信号的差输出控制信号，所述控制信号用于控制被测光伏板的端电压信号跟随所述参考电压信号。

9.根据权利要求8所述的光伏发电系统诊断系统，其特征在于，所述功率转换器，包括：第一电容器、第二电容器、电感器、第一开关管和第二开关管；

所述第一电容器，第一端分别与至少两个串联连接的光伏板件中的第一光伏板件的第一端和所述第一开关管的源极连接，第二端分别与所述第一光伏板的第二端和所述第二电容器的第一端连接；

所述第二电容器，第一端还与至少两个串联连接的光伏板件中的第二光伏板件的第一端连接，第二端分别与所述第二光伏板的第二端和所述第二开关管的漏极连接；

所述电感器，第一端连接在所述第一电容器和所述第二电容器之间，第二端连接在所述第一开关管的漏极和所述第二开关管的源极之间；

所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极均与所述驱动电路连接。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上的权利要求1至4中任一项所述方法的步骤。

Images