CN116915171A - 一种光伏支路故障检测方法、装置和光伏发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏支路故障检测方法、装置和光伏发电系统，包括：获取光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号；分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的；将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。本发明实现了更高效地检测光伏支路故障。

Description

一种光伏支路故障检测方法、装置和光伏发电系统
技术领域
本发明涉及能源设备检测和故障诊断领域，尤其涉及一种光伏支路故障检测方法、装置和光伏发电系统。
背景技术
光伏发电近年来在我国发展迅速，大面积光伏方阵长期暴露在风吹雨淋的户外环境中，容易发生故障，而当前由于光伏板面积大、量大，而光伏电站实际运维人员较少，难以通过安排人工去识别故障，而每年的定期巡检具有滞后性，影响发电量和发电安全。
现有技术中通常为光伏支路加装大量的传感器，通过监控光伏方阵各电位之间的相对电位差异来检测故障，但这种做法增加了光伏发电的成本和故障检测的时间，而且检测的数据指标比较单一，只能识别部分故障。因此，亟需一种更高效的光伏支路故障检测方法。
发明内容
本发明提供了一种光伏支路故障检测方法、装置和光伏发电系统，实现了更高效地检测光伏支路故障。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光伏支路故障检测方法，应用于光伏发电系统，所述方法包括：
获取所述光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号；
分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的；
将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
可以理解的是，相较于现有技术，本发明提供的方法直接获取光伏发电系统中的各光伏支路的电气数据，无需安装额外的传感器，成本低。结合光伏支路产品型号、使用年限和相对位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障。本发明提供的方法通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。除此之外，计算简单，实现方便，能够对光伏支路故障实时自动检测，同时，设置不同等级的故障程度，能够帮助运维人员安排任务处理优先级，有助于光伏发电系统精准、高效地完成运维工作，降低人力成本。
进一步地，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的，具体包括：
将每条所述光伏支路分别作为第一支路，所述第一支路预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路作为第二支路；
根据所述第一支路和所述第二支路之间的相对距离，计算距离权重；
根据所述第一支路和所述第二支路之间的使用年限，计算使用年限权重；
计算所述距离权重和所述使用年限权重的平均值，得到综合权重值；
结合所述综合权重值，加权计算各所述第二支路的电气信号中的电流信号和电压信号，作为预设的第二信号。
可以理解的是，本发明提供的方法通过结合光伏支路产品型号、使用年限和地理位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障。加权计算预设范围内符合标准支路的电气信号这一举措，综合考虑到了环境、空间和时间因素对光伏支路运行情况的影响，同时计算简单，不需要额外加装大量的传感器，方便实现，有助于光伏发电系统更高效地完成运维工作。
进一步地，所述将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置，具体包括：
根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级；
所述相对偏差值包括电流相对偏差值和电压相对偏差值，将所述电流相对偏差值和电压相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
可以理解的是，本发明提供的方法通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。
进一步地，所述根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级，具体包括：
所述预设报警灵敏度包括第一预设值，第二预设值，第三预设值和第四预设值；
当所述最小值大于第一预设值时，确定光伏支路无故障；当所述最小值小于等于第一预设值且大于第二预设值时，确定光伏支路发生一级故障；当所述最小值小于等于第二预设值且大于第三预设值时，确定光伏支路发生二级故障；当所述最小值小于等于第三预设值且大于第四预设值时，确定光伏支路发生三级故障；当所述最小值小于等于第四预设值时，确定光伏支路发生四级故障。
可以理解的是，本发明提供的方法通过设置不同等级的故障程度，能够帮助运维人员安排任务处理优先级，确保运维人员及时处理损坏程度严重的光伏支路故障，尽可能地避免光伏发电系统的损失。
进一步地，所述确定故障光伏支路的位置之后，还包括：向运维人员发送报警信息；其中，所述报警信息包括故障光伏支路的位置、电流信号、电压信号和故障程度等级。
可以理解的是，本发明提供的方法在检测到光伏支路故障后，向运维人员发送报警信息，确保运维人员能够精准定位故障位置，及时对故障进行处理，从而保障光伏发电系统的发电效率。
相应地，本发明实施例还提供了一种光伏支路故障检测装置，应用于光伏发电系统，所述装置包括：
数据采集模块，用于获取所述光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号；
偏差计算模块，用于分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的；
故障确定模块，用于将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
可以理解的是，相较于现有技术，本发明提供的装置能够直接通过光伏发电系统中各光伏支路的电压和电流数据，无需安装额外的传感器。通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。结合光伏支路产品型号、使用年限和相对位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障，能够对光伏支路故障实时自动检测，同时，设置不同等级的故障程度，确保运维人员及时处理损坏程度严重的光伏支路故障，尽可能地避免光伏发电系统的损失，有助于光伏发电系统精准、高效地完成运维工作，降低人力成本。
进一步地，所述偏差计算模块，具体包括：
支路选择子模块，用于将每条所述光伏支路分别作为第一支路，所述第一支路预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路作为第二支路；
权重计算子模块，用于根据所述第一支路和所述第二支路之间的相对距离，计算距离权重；根据所述第一支路和所述第二支路之间的使用年限，计算使用年限权重；计算所述距离权重和所述使用年限权重的平均值，得到综合权重值；
预设信号计算子模块，用于结合所述综合权重值，加权计算各所述第二支路的电气信号中的电流信号和电压信号，作为预设的第二信号。
可以理解的是，本发明提供的装置通过结合光伏支路产品型号、使用年限和地理位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障。加权计算预设范围内符合标准支路的电气信号这一举措，综合考虑到了环境、空间和时间因素对光伏支路运行情况的影响，同时计算简单，不需要额外加装大量的传感器，方便实现，有助于光伏发电系统更高效地完成运维工作。
进一步地，所述故障确定模块，具体包括：
故障等级划分子模块，用于根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级；
故障等级确定子模块，所述相对偏差值包括电流相对偏差值和电压相对偏差值，用于将所述电流相对偏差值和电压相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
可以理解的是，本发明提供的装置通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。
进一步地，所述故障等级划分子模块，具体包括；
预设值设置子模块，用于设置所述预设报警灵敏度；其中，所述预设报警灵敏度包括第一预设值，第二预设值，第三预设值和第四预设值；
划分子模块，用于当所述最小值大于第一预设值时，确定光伏支路无故障；当所述最小值小于等于第一预设值且大于第二预设值时，确定光伏支路发生一级故障；当所述最小值小于等于第二预设值且大于第三预设值时，确定光伏支路发生二级故障；当所述最小值小于等于第三预设值且大于第四预设值时，确定光伏支路发生三级故障；当所述最小值小于等于第四预设值时，确定光伏支路发生四级故障。
可以理解的是，本发明提供的装置通过设置不同等级的故障程度，能够帮助运维人员安排任务处理优先级，确保运维人员及时处理损坏程度严重的光伏支路故障，尽可能地避免光伏发电系统的损失。
进一步地，所述故障确定模块之后，还包括报警模块；所述报警模块，向运维人员发送报警信息；其中，所述报警信息包括故障光伏支路的位置、电流信号、电压信号和故障程度等级。
可以理解的是，本发明提供的装置在检测到光伏支路故障后，向运维人员发送报警信息，确保运维人员能够精准定位故障位置，及时对故障进行处理，从而保障光伏发电系统的发电效率。
相应地，本发明实施例还提供了一种光伏发电系统，包括：多条光伏支路、多个光伏逆变器、光伏方阵、箱式变压器和光伏支路故障检测装置；
所述光伏支路，将太阳的光能转换为直流电能；
所述光伏逆变器，汇聚各所述光伏支路的直流电能，将直流电能转化为交流电能；其中，一个光伏逆变器和多条光伏支路连接；
所述光伏方阵，汇集各所述光伏逆变器的电气信号；其中，一个光伏方阵和多个光伏逆变器连接；
所述箱式变压器，与所述光伏方阵和光伏支路故障检测装置连接；其中，所述光伏支路故障检测装置用于执行如权利要求1-5中任一项所述的光伏支路故障检测方法。
可以理解的是，本发明提供的光伏发电系统可以直接与上述的光伏支路故障检测装置相连接，不需要额外加装传感器，降低了完成光伏支路故障检测工作的成本，便于实现光伏支路故障过程，提高光伏发电效益和生产安全性。
附图说明
图1：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测方法的步骤流程示意图；
图2：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测方法得到预设第二信号的步骤流程示意图；
图3：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置的结构示意图；
图4：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置偏差计算模块内部结构示意图；
图5：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置故障确定模块内部结构示意图；
图6：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置故障等级划分子模块内部结构示意图；
图7：为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置包括报警模块的结构示意图；
图8：为本发明实施例所提供的一种光伏发电系统中光伏方阵内部结构示意图；
图9：为本发明实施例所提供的一种光伏发电系统中逆变器内部结构示意图。
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作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。
实施例一
请参照图1，为本发明实施例提供的一种光伏支路故障检测方法的步骤流程示意图，包括以下步骤S101-S103，各步骤具体方法如下：
S101:获取光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号。
在本实施例中，所述光伏支路故障监测方法可以应用于光伏发电系统中。
S102：分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的。
在本实施例中，请参考图2，为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测方法得到预设第二信号的步骤流程示意图，具体包括以下步骤S201-S203：
S201：将每条所述光伏支路分别作为第一支路，所述第一支路预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路作为第二支路。
S202：根据所述第一支路和所述第二支路之间的相对距离，计算距离权重；根据所述第一支路和所述第二支路之间的使用年限，计算使用年限权重；计算所述距离权重和所述使用年限权重的平均值，得到综合权重值。
S203：结合所述综合权重值，加权计算各所述第二支路的电气信号中的电流信号和电压信号，作为预设的第二信号。
作为优选方案，位置权重值按附近支路与检测支路距离计算权重，距离相对越近，权重越高，所有附近支路位置权重总和为1。使用年限权重值按附近支路与检测支路使用年限差值计算权重，使用年限相对越接近，权重越高，所有附近支路使用年限权重总和为1。
可以理解的是，本发明提供的方法通过结合光伏支路产品型号、使用年限和地理位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障。加权计算预设范围内符合标准支路的电气信号这一举措，综合考虑到了环境、空间和时间因素对光伏支路运行情况的影响，同时计算简单，不需要额外加装大量的传感器，方便实现，有助于光伏发电系统更高效地完成运维工作。
S103：将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
在本实施例中，所述将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置，具体包括：
根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级；
所述相对偏差值包括电流相对偏差值和电压相对偏差值，将所述电流相对偏差值和电压相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
需要说明的是，若待检测的光伏支路电气信号值X包括(电流I,电压V)，对应预设的第二信号值X0包括(电流I0,电压V0)，其中，相对偏差值中的最小值a＝min((I-I0)/I0,(V-V0)/V0)。
需要说明的是，光伏发电系统建设初期，同一型号的光伏板，其光电特征是一致的，在相同地理位置对应的光伏支路电气信号相对偏差值为零；随着光伏支路使用时间的加长，光伏支路的生产性能也会产生相类似的降低，此时电气信号相对偏差值不会产生明显变化；当光伏支路出现故障时，比如产生热斑，光伏支路电流电压会出现变化，检测电气信号相对偏差值，可以确定故障支路。
可以理解的是，本发明提供的方法通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。
在本实施例中，所述根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级，具体包括：
所述预设报警灵敏度包括第一预设值，第二预设值，第三预设值和第四预设值；
当所述最小值大于第一预设值时，确定光伏支路无故障；当所述最小值小于等于第一预设值且大于第二预设值时，确定光伏支路发生一级故障；当所述最小值小于等于第二预设值且大于第三预设值时，确定光伏支路发生二级故障；当所述最小值小于等于第三预设值且大于第四预设值时，确定光伏支路发生三级故障；当所述最小值小于等于第四预设值时，确定光伏支路发生四级故障。
可以理解的是，本发明提供的方法通过设置不同等级的故障程度，能够帮助运维人员安排任务处理优先级，确保运维人员及时处理损坏程度严重的光伏支路故障，尽可能地避免光伏发电系统的损失。
在本实施例中，所述确定故障光伏支路的位置之后，还包括：向运维人员发送报警信息；其中，所述报警信息包括故障光伏支路的位置、电流信号、电压信号和故障程度等级。
可以理解的是，本发明提供的方法在检测到光伏支路故障后，向运维人员发送报警信息，确保运维人员能够精准定位故障位置，及时对故障进行处理，从而保障光伏发电系统的发电效率。
本发明提供的方法直接获取光伏发电系统中的各光伏支路的电气数据，无需安装额外的传感器，成本低。结合光伏支路产品型号、使用年限和相对位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障。本发明提供的方法通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。除此之外，计算简单，实现方便，能够对光伏支路故障实时自动检测，同时，设置不同等级的故障程度，能够帮助运维人员安排任务处理优先级，有助于光伏发电系统精准、高效地完成运维工作，降低人力成本。
实施例二
请参考图3,为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置的结构示意图，包括数据采集模块301，偏差计算模块302和故障确定模块303。
所述数据采集模块301，用于获取所述光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号。
所述偏差计算模块302，用于分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的。
所述故障确定模块303，用于将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
作为优选方案，所述光伏支路故障检测装置内置单片机和存储单元，同时它有多个USB口，用于实时检测整个光伏发电系统的所有支路，比如监测第一光伏方阵中第一逆变器中第一支路的电气信号和第一光伏方阵中第一逆变器中第一支路对应的预设第二信号的偏差值，并基于所述电气信号偏差值与预设的第二信号的比值确定电气信号相对偏差值，该相对偏差值可以利用所述存储单元存储在本地。若相对偏差值中的最小值超过报警灵敏度时即确定该光伏支路发生故障。
在本实施例中,请参考图4，为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置偏差计算模块内部结构示意图，所述偏差计算模块302，具体包括：支路选择子模块3021、权重计算子模块3022和预设信号计算子模块3023。
所述支路选择子模块3021，用于将每条所述光伏支路分别作为第一支路，所述第一支路预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路作为第二支路。
所述权重计算子模块3022，用于根据所述第一支路和所述第二支路之间的相对距离，计算距离权重；根据所述第一支路和所述第二支路之间的使用年限，计算使用年限权重；计算所述距离权重和所述使用年限权重的平均值，得到综合权重值。
所述预设信号计算子模块3023，用于结合所述综合权重值，加权计算各所述第二支路的电气信号中的电流信号和电压信号，作为预设的第二信号。
作为优选方案，位置权重值按附近支路与检测支路距离计算权重，距离相对越近，权重越高，所有附近支路位置权重总和为1。使用年限权重值按附近支路与检测支路使用年限差值计算权重，使用年限相对越接近，权重越高，所有附近支路使用年限权重总和为1。
可以理解的是，本发明提供的装置通过结合光伏支路产品型号、使用年限和地理位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障。加权计算预设范围内符合标准支路的电气信号这一举措，综合考虑到了环境、空间和时间因素对光伏支路运行情况的影响，同时计算简单，不需要额外加装大量的传感器，方便实现，有助于光伏发电系统更高效地完成运维工作。
在本实施例中，请参考图5，为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置故障确定模块内部结构示意图，所述故障确定模块303，具体包括：故障等级划分子模块3031和故障等级确定子模块3032。
所述故障等级划分子模块3031，用于根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级。
所述故障等级确定子模块3032，所述相对偏差值包括电流相对偏差值和电压相对偏差值，用于将所述电流相对偏差值和电压相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
需要说明的是，若待检测的光伏支路电气信号值X包括(电流I,电压V)，对应预设的第二信号值X0包括(电流I0,电压V0)，其中，相对偏差值中的最小值a＝min((I-I0)/I0,(V-V0)/V0)。
可以理解的是，本发明提供的装置通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。
在本实施例中，请参考图6，为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置故障等级划分子模块内部结构示意图，所述故障等级划分子模块3031，具体包括；预设值设置子模块30311和划分子模块30312。
所述预设值设置子模块30311，用于设置所述预设报警灵敏度；其中，所述预设报警灵敏度包括第一预设值，第二预设值，第三预设值和第四预设值。
所述划分子模块30312，用于当所述最小值大于第一预设值时，确定光伏支路无故障；当所述最小值小于等于第一预设值且大于第二预设值时，确定光伏支路发生一级故障；当所述最小值小于等于第二预设值且大于第三预设值时，确定光伏支路发生二级故障；当所述最小值小于等于第三预设值且大于第四预设值时，确定光伏支路发生三级故障；当所述最小值小于等于第四预设值时，确定光伏支路发生四级故障。
作为优选方案，所述光伏支路监测装置还可以包括显示器，显示器可以帮助设置报警灵敏度和显示电流和电压信号的相对偏差值，同时可以显示发生故障的光伏支路。
可以理解的是，本发明提供的装置通过设置不同等级的故障程度，能够帮助运维人员安排任务处理优先级，确保运维人员及时处理损坏程度严重的光伏支路故障，尽可能地避免光伏发电系统的损失。
在本实施例中，请参考图7，为本发明实施例所提供的一种光伏支路故障检测装置包括报警模块的结构示意图，除了上文所述的数据采集模块301、偏差计算模块302和故障确定模块303，在所述故障确定模块303之后，还包括报警模块304。
所述报警模块304，向运维人员发送报警信息；其中，所述报警信息包括故障光伏支路的位置、电流信号、电压信号和故障程度等级。
可以理解的是，本发明提供的装置在检测到光伏支路故障后，向运维人员发送报警信息，确保运维人员能够精准定位故障位置，及时对故障进行处理，从而保障光伏发电系统的发电效率。
本发明提供的装置能够直接通过光伏发电系统中各光伏支路的电压和电流数据，无需安装额外的传感器。通过综合检测电气信号中电压和电流的变化，更加准确地识别出光伏故障的出现，对现有技术方案中只能识别部分故障的问题进行了改进。结合光伏支路产品型号、使用年限和相对位置，对比分析得出同类环境因素下电流或电压异常的光伏支路，从而判断光伏支路的故障，能够对光伏支路故障实时自动检测，同时，设置不同等级的故障程度，确保运维人员及时处理损坏程度严重的光伏支路故障，尽可能地避免光伏发电系统的损失，有助于光伏发电系统精准、高效地完成运维工作，降低人力成本。
实施例三
请参考图8和图9，分别为本发明实施例所提供的一种光伏发电系统中光伏方阵内部结构示意图和光伏发电系统中逆变器内部结构示意图。
作为优选方案，该光伏发电系统可以包括：多条光伏支路、多个光伏逆变器、光伏方阵、箱式变压器和光伏支路故障检测装置。
作为优选方案，所述光伏支路，将太阳的光能转换为直流电能。所述光伏逆变器，汇聚各所述光伏支路的直流电能，将直流电能转化为交流电能；其中，一个光伏逆变器和多条光伏支路连接。所述光伏方阵，汇集各所述光伏逆变器的电气信号；其中，一个光伏方阵和多个光伏逆变器连接。所述箱式变压器，与所述光伏方阵和光伏支路故障检测装置连接，用于将所述交流电能升压；其中，所述光伏支路故障检测装置用于执行如实施例一所述的光伏支路故障检测方法。
本发明提供的光伏发电系统可以直接与实施例二所述的光伏支路故障检测装置相连接，不需要额外加装传感器，降低了完成光伏支路故障检测工作的成本，便于实现光伏支路故障过程，提高光伏发电效益和生产安全性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种光伏支路故障检测方法，其特征在于，应用于光伏发电系统，所述方法包括：
获取所述光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号；
分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的；
将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
2.如权利要求1所述的光伏支路故障检测方法，其特征在于，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的，具体包括：
将每条所述光伏支路分别作为第一支路，所述第一支路预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路作为第二支路；
根据所述第一支路和所述第二支路之间的相对距离，计算距离权重；
根据所述第一支路和所述第二支路之间的使用年限，计算使用年限权重；
计算所述距离权重和所述使用年限权重的平均值，得到综合权重值；
结合所述综合权重值，加权计算各所述第二支路的电气信号中的电流信号和电压信号，作为预设的第二信号。
3.如权利要求1所述的光伏支路故障检测方法，其特征在于，所述将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置，具体包括：
根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级；
所述相对偏差值包括电流相对偏差值和电压相对偏差值，将所述电流相对偏差值和电压相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
4.如权利要求3所述的光伏支路故障检测方法，其特征在于，所述根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级，具体包括：
所述预设报警灵敏度包括第一预设值，第二预设值，第三预设值和第四预设值；
当所述最小值大于第一预设值时，确定光伏支路无故障；
当所述最小值小于等于第一预设值且大于第二预设值时，确定光伏支路发生一级故障；
当所述最小值小于等于第二预设值且大于第三预设值时，确定光伏支路发生二级故障；
当所述最小值小于等于第三预设值且大于第四预设值时，确定光伏支路发生三级故障；
当所述最小值小于等于第四预设值时，确定光伏支路发生四级故障。
5.如权利要求1所述的光伏支路故障检测方法，其特征在于，所述确定故障光伏支路的位置之后，还包括：
向运维人员发送报警信息；其中，所述报警信息包括故障光伏支路的位置、电流信号、电压信号和故障程度等级。
6.一种光伏支路故障检测装置，其特征在于，应用于光伏发电系统，所述装置包括：
数据采集模块，用于获取所述光伏发电系统中各条光伏支路对应的电气信号，将每条所述光伏支路对应的电气信号作为一个第一信号；
偏差计算模块，用于分别计算各所述第一信号和预设的第二信号的相对偏差值；其中，一个所述第一信号对应一个所述预设的第二信号，所述预设的第二信号是根据预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路的电气信号加权计算而获得的；
故障确定模块，用于将各所述相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
7.如权利要求6所述的光伏支路故障检测装置，其特征在于，所述偏差计算模块，具体包括：
支路选择子模块，用于将每条所述光伏支路分别作为第一支路，所述第一支路预设范围内多条产品型号、使用年限和相对距离符合预设标准的光伏支路作为第二支路；
权重计算子模块，用于根据所述第一支路和所述第二支路之间的相对距离，计算距离权重；根据所述第一支路和所述第二支路之间的使用年限，计算使用年限权重；计算所述距离权重和所述使用年限权重的平均值，得到综合权重值；
预设信号计算子模块，用于结合所述综合权重值，加权计算各所述第二支路的电气信号中的电流信号和电压信号，作为预设的第二信号。
8.如权利要求6所述的光伏支路故障检测装置，其特征在于，所述故障确定模块，具体包括：
故障等级划分子模块，用于根据所述预设报警灵敏度划分光伏支路故障程度等级，不同的预设报警灵敏度对应不同的光伏支路故障程度等级；
故障等级确定子模块，所述相对偏差值包括电流相对偏差值和电压相对偏差值，用于将所述电流相对偏差值和电压相对偏差值中的最小值与预设报警灵敏度作比较，得到各所述相对偏差值对应的光伏支路的故障程度等级，确定故障光伏支路的位置。
9.如权利要求8所述的光伏支路故障检测装置，其特征在于，所述故障等级划分子模块，具体包括；
预设值设置子模块，用于设置所述预设报警灵敏度；其中，所述预设报警灵敏度包括第一预设值，第二预设值，第三预设值和第四预设值；
划分子模块，用于当所述最小值大于第一预设值时，确定光伏支路无故障；当所述最小值小于等于第一预设值且大于第二预设值时，确定光伏支路发生一级故障；当所述最小值小于等于第二预设值且大于第三预设值时，确定光伏支路发生二级故障；当所述最小值小于等于第三预设值且大于第四预设值时，确定光伏支路发生三级故障；当所述最小值小于等于第四预设值时，确定光伏支路发生四级故障。
10.如权利要求6所述的光伏支路故障检测装置，其特征在于，所述故障确定模块之后，还包括报警模块；
所述报警模块，向运维人员发送报警信息；其中，所述报警信息包括故障光伏支路的位置、电流信号、电压信号和故障程度等级。
11.一种光伏发电系统，其特征在于，包括：多条光伏支路、多个光伏逆变器、光伏方阵、箱式变压器和光伏支路故障检测装置；
所述光伏支路，将太阳的光能转换为直流电能；
所述光伏逆变器，汇聚各所述光伏支路的直流电能，将直流电能转化为交流电能；其中，一个光伏逆变器和多条光伏支路连接；
所述光伏方阵，汇集各所述光伏逆变器的电气信号；其中，一个光伏方阵和多个光伏逆变器连接；
所述箱式变压器，与所述光伏方阵和光伏支路故障检测装置连接；其中，所述光伏支路故障检测装置用于执行如权利要求1-5中任一项所述的光伏支路故障检测方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117236936A (zh) * 2023-11-11 2023-12-15 中节能（新泰）太阳能科技有限公司 一种基于无人机的光伏电站障碍定位方法

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