TW201425949A - 故障檢測系統及故障檢測方法 - Google Patents

Abstract

一種故障檢測系統用以檢測一太陽光電發電系統。故障檢測系統包括電性量測單元、資訊提供單元以及處理單元。電性量測單元在多個不同的時間點分別量測太陽光電發電系統的多個瞬時輸出功率。資訊提供單元提供與這些時間點對應的多個日照強度。處理單元分別對應地比較這些時間點的這些瞬時輸出功率與這些日照強度，以得到與這些時間點相關的瞬時功率指標關係。處理單元根據瞬時功率指標關係來判斷太陽光電發電系統是否異常。此外，一種故障檢測方法亦被提出。

Description

故障檢測系統及故障檢測方法

本發明是有關於一種故障檢測系統及故障檢測方法，且特別是有關於一種用以檢測太陽光電發電系統之故障檢測系統及故障檢測方法。

隨著科技與經濟的發展，在能源的使用上，例如石油、天然氣、煤等皆為污染性能源，其會導致環境的破壞日益嚴重。而且，這些污染性能源也逐漸面臨到短缺的問題。因此，無污染且可再生的能源，例如水力、風力、太陽能、生質能等越來越受到重視，而以太陽能是最受到矚目的焦點。

為提供大量之電力，目前太陽光電發電系統所包括之太陽光電模組的數目眾多。在習知技術中，當太陽光電發電系統發生故障時，需以人工的方式逐一地對數目眾多太陽光電模組和太陽光電發電系統的其他元件進行檢測。此檢測過程耗工耗時且困難度高。因此，如何發展出一種簡易的故障檢測系統及故障檢測方法，實為一重要的課題。

本發明之一實施例提出一種故障檢測系統用以檢測一太陽光電發電系統。故障檢測系統包括電性量測單元、資訊提供單元以及處理單元。電性量測單元在多個不同的 時間點分別量測太陽光電發電系統的多個瞬時輸出功率。資訊提供單元提供與這些時間點對應的多個日照強度。處理單元分別對應地比較這些時間點的這些瞬時輸出功率與這些日照強度，以得到與這些時間點相關的瞬時功率指標關係。處理單元根據瞬時功率指標關係來判斷太陽光電發電系統是否異常。

本發明之一實施例提出一種故障檢測方法用以檢測一太陽光電發電系統。此故障檢測方法包括下列步驟。在多個不同的時間點下量測太陽光電發電系統的多個瞬時輸出功率。提供與這些時間點對應的多個日照強度。分別對應地比較這些時間點的這些瞬時輸出功率與這些日照強度，以得到與這些時間點相關的瞬時功率指標關係。根據此瞬時功率指標關係來判斷太陽光電發電系統是否異常。

為讓本發明之上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

第一實施例 故障檢測系統

圖1示出本發明之第一實施例之故障檢測系統。請參照圖1，本實施例之故障檢測系統100用以檢測太陽光電發電系統200。太陽光電發電系統200是指可將太陽光能轉換為電能的裝置。在本實施例中，太陽光電發電系統200包括多個太陽光電模組210以及與太陽光電模組210電性 連接之電力調節器220。電力調節器220用以將太陽光電模組210所輸出電能之形式轉換為適合負載300使用之形式。舉例而言，若太陽光電模組210所輸出電能之形式為直流電，而負載300適於使用交流電，則電力調節器220可設計為變流器(inverter)。若太陽光電模組210所輸出電能之形式為直流電，而負載300適於使用直流電，則電力調節器220可設計為整流器(converter)。

請繼續參照圖1，本實施例之故障檢測系統100包括電性量測單元110、資訊提供單元120以及處理單元130。圖2示出本發明第一實施例之故障檢測系統的電性量測單元、資訊提供單元以及處理單元所提供的數據。特別是，曲線p(t)代表電性量測單元110所提供的數據，曲線s(t)代表資訊提供單元120所提供的數據，曲線w(t)代表處理單元130所提供的數據。請參照圖2，電性量測單元110可在多個不同的時間點t1、t2下分別量測太陽光電發電系統200的多個瞬時輸出功率P1、P2。資訊提供單元120可提供與這些時間點t1、t2對應的多個日照強度S1、S2。

在本實施例中，資訊提供單元120可為日照量測器122，例如日幅射計，日照量測器122可在這些不同的時間點t1、t2下分別量測出這些日照強度S1、S2，進而提供這些日照強度S1、S2給處理單元130。日照量測器122所量測出之日照強度S1、S2以及電性量測單元110量測出的多個瞬時輸出功率P1、P2可儲存至前端主機140的儲存單元124中，當處理單元130欲開始對應地比較日照強度 S1、S2與瞬時輸出功率P1、P2時，儲存單元124可將所需的資料提供給處理單元130。或者，多個日照強度S1、S2及瞬時輸出功率P1、P2可暫存至遠端主機400，當處理單元130欲開始對應地比較日照強度S1、S2與功率P1、P2時，處理單元130可透過通訊管道500取得遠端主機400(例如伺服器)中之各日照強度S1、S2及瞬時輸出功率P1、P2等資料。如此一來，屬於故障檢測系統100之前端主機140便可不設置儲存單元124，進而使故障檢測系統100的價格更具競爭優勢。

在本發明中，資訊提供單元120提供多個日照強度S1、S2的方式，並不侷限在利用量測的方式提供。在本發明另一實施例中，資訊提供單元120亦可根據太陽光電發電系統200的歷史資料提供日照強度S1、S2。舉例而言，資訊提供單元120可為儲存單元124。儲存單元124可儲存太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供日照強度S1、S2給處理單元130。在本發明又一實施例中，資訊提供單元120亦可為使用者介面126，例如觸控螢幕等。使用者介面126可供使用者輸入太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供日照強度S1、S2給處理單元130。在本發明再一實施例中，資訊提供單元120亦可為網路單元128。網路單元128可下載太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供日照強度S1、S2給處理單元130。

在本發明一實施例中，網路單元128之功能不侷限於 下載太陽光電發電系統200的歷史資料。網路單元128亦可下載鄰近於太陽光電發電系統200之另一太陽光電發電系統在這些時間點t1、t2下之多個第一日照強度並以這些第一日照強度做為日照強度S1、S2。值得注意的是，上述之鄰近於太陽光電發電系統200的另一太陽光電發電系統的平均發電量(例如日平均發電量)與太陽光電發電系統200的平均發電量(例如日平均發電量)之差值可在一個標準差以內。或者，上述之鄰近於太陽光電發電系統200的另一太陽光電發電系統的位置與太陽光電發電系統200的位置可屬於同一行政區，例如同一縣市。

請同時參照圖1及圖2，處理單元130分別對應地比較這些時間點t1、t2的瞬時輸出功率P1、P2與這些日照強度S1、S2，以得到與這些時間點t1、t2相關的瞬時功率指標關係w(t)。處理單元130根據瞬時功率指標關係w(t)來判斷太陽光電發電系統200是否異常。詳言之，在本實施例中，瞬時功率指標關係w(t)包括每一時間點t與此時間點t上的正規化之瞬時輸出功率P與對應的正規化之日照強度S的差值相對於此對應的日照強度S的一比值W的對應關係w(t)。簡言之，對應關係w(t)可用下式表達 當此比值W之絕對值大於一閥值V(例如30%)時，處理單元130則判斷太陽光電發電系統100異常。在本實施例中，正規化之瞬時輸出功率(單位可為瓦特)是指太陽光電發電系統的瞬時輸出功率除以此太陽光電發電系統的額定容量 (單位可為瓦特。正規化之日照強度是指日照強度(單位可為瓦特/平方公尺)除以(一千瓦特/平方公尺)

本實施例之故障檢測系統100可進一步包括與處理單元130電性連接之提示單元150。當處理單元130判斷太陽光電發電系統100異常時，提示單元150可發出提示異常訊號，以提醒使用者。提示單元150所設置的地點可視使用者的需求而定。舉例而言，提示單元150可設置於使用者常時間停留處，例如辦公室或家中。提示單元150可是顯示面板、蜂鳴器、警示燈或其他適當之元件。

值得一提的是，在本實施例中，處理單元130是利用由比較多個時間點t1、t2下之瞬時輸出功率P1、P2與對應日照強度S1、S2所獲得的瞬時功率指標關係w(t)來判斷太陽光電發電系統200是否異常。因此，處理單元130不易因單一時間點t下之瞬時輸出功率P異常(例如某一時間點下雲朵遮住太陽光電模組210而造成之太陽光電發電系統200瞬時輸出功率P異常)而做出錯誤的判斷。換言之，本實施例之故障檢測系統100可正確地判斷出太陽光電發電系統200是否異常，而不易受外界因素影響。

本實例之電性量測單元110更可在一段時間內量測太陽光電發電系統200輸出的電能總和。本實施例之資訊提供單元120更可提供與此段時間對應之日輻射量。在本實施例中，資訊提供單元120可為日照量測器122。日照量測器122更可在此段時間量測出與此段時間對應之日輻射量。此外，亦可以環境資料收集器(圖1未繪示)作為資訊 提供單元120。環境資料收集器可收集太陽光電發電系統200所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一。處理單元130可根據環境資料收集器所收集之資料計算出與此段時間對應之日輻射量。

然而，提供與此段時間對應之日輻射量的方式，並不侷限於利用量測的方式，在本發明另一實施例中，資訊提供單元120亦可根據太陽光電發電系統200的歷史資料提供與此段時間對應之日輻射量。舉例而言，資訊提供單元120可為儲存單元124。儲存單元124可儲存太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供與此段時間對應之日輻射量給處理單元130。在本發明又一實施例中，資訊提供單元120亦可為使用者介面126，例如觸控螢幕等。使用者介面126可供使用者輸入太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供與此段時間對應之日輻射量給處理單元130。在本發明再一實施例中，資訊提供單元120亦可為網路單元128。網路單元128可下載太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供與此段時間對應之日輻射量給處理單元130。

在本發明一實施例中，網路單元128之功能不侷限於下載太陽光電發電系統200的歷史資料。網路單元128亦可下載鄰近於太陽光電發電系統200之另一太陽光電發電系統與此段時間對應之第一日輻射量，並以此第一日輻射量做為前述之與此段時間對應之日輻射量。此外，儲存電能總和及日輻射量的方式可參照日照強度S1、S2及瞬時 輸出功率P1、P2的儲存方式，於便不再重述。

本實施例之處理單元130更可根據此電能總和以及此日輻射量計算出系統性能比，並根據此系統性能比判斷太陽光電發電系統200是否異常。詳言之，系統性能比為第一比值相對於第二比值的比值。第一比值為電能總和相對於太陽光電發電系統額定容量的比值。第二比值為日輻射量相對於標準日照強度的比值。簡言之，系統性能比PR可用下式表達 ，其中A1代表太陽光電發電系統200在此段時間內輸出之電能總和，A2代表太陽光電發電系統200的額定容量，A3代表在此段時間內之日輻射量，G代表標準日照強度。

本實施例之處理單元130更可根據電性量測單元110所量測出之太陽光電發電系統200在一段時間內輸出的電能總和計算出日平均發電量。本實施例之資訊提供單元120更可提供與此段時間對應之歷史日平均發電量。舉例而言，在本實施例中，資訊提供單元120可為儲存單元124。儲存單元124可儲存太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供與此段時間對應之歷史日平均發電量給處理單元130。在本發明又一實施例中，資訊提供單元120亦可為使用者介面126，例如觸控螢幕等。使用者介面126可供使用者輸入太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供與此段時間對應之歷史日平均發電量給處理單元130。

在本發明再一實施例中，資訊提供單元120亦可為網路單元128。網路單元128可下載太陽光電發電系統200的歷史資料，並可根據此歷史資料提供與此段時間對應之歷史日平均發電量給處理單元130。在本發明一實施例中，網路單元128之功能不侷限於下載太陽光電發電系統200的歷史資料。網路單元128亦可下載鄰近於太陽光電發電系統200之另一太陽光電發電系統之與此段時間對應之歷史日平均發電量，並以此另一太陽光電發電系統之與此段時間對應之歷史日平均發電量做為上段所述之歷史日平均發電量。

在本實施例中，日平均發電量DMY可為電能總和B1與此段時間所占天數D之比值相對於太陽光電發電系統200額定容量B2的比值。簡言之，日平均發電量DMY可以下式表達

本實施例之處理單元130可比較此日平均發電量以及歷史日平均發電量以判斷太陽光電發電系統200是否異常。詳言之，處理單元130可比較日平均發電量以及歷史日平均發電量得到一日平均發電量相對誤差，並根據此日平均發電量相對誤差判斷太陽光電發電系統200是否異常。舉例而言，當日平均發電量相對誤差大於一使用者自訂值時，處理單元130判斷太陽光電發電系統200異常。在本實施例中，日平均發電量相對誤差為日平均發電量與歷史日平均發電量之差值相對於日平均發電量的比值。另 外，日平均發電量的儲存方式可參照瞬時輸出功率P1、P2的儲存方式，於亦不再重述。

本實施例之處理單元130可重複多次地根據瞬時功率指標關係w(t)、系統性能比PR以及日平均發電量相對誤差判斷太陽光電發電系統200是否異常。更進一步地說，處理單元130可重複地根據瞬時功率指標關係w(t)、系統性能比PR以及日平均發電量相對誤差判斷太陽光電發電系統200是否異常60次，而獲得最終的判斷結果。或者，處理單元130可在10分鐘內重複地根據瞬時功率指標關係w(t)、系統性能比PR以及日平均發電量相對誤差判斷太陽光電發電系統200是否異常，而獲得最終的判斷結果。但本發明不以上述為限。

本實施例之故障檢測系統100可進一步包括與處理單元130電性連接之啟動單元132。啟動單元132用以啟動處理單元130，而使處理單元130開始判斷太陽光電發電系統是否異常之流程。舉例而言，啟動單元132可為受程式控制之開關。此程式可使啟動單元132定時地啟動處理單元130判斷太陽光電發電系統是否異常之流程。啟動單元132亦可為手動之開關。使用者可利用目測判斷當時太陽光電發電系統200所在處之天氣是否為晴天，若為晴天則使用者可透過啟動單元132用手動的方式啟動處理單元130。

然而，本實施例之啟動單元132決定是否啟動處理單元130的方式不限於上段述。在其他實施例中，啟動單元 132亦可先判斷當時的天氣是否穩定，若當時的天氣穩定方啟動處理單元130。圖3示出電性量測單元所量測出的多個瞬時輸出功率以及啟動單元所提供之功率變化率。特別是，曲線p(t)代表電性量測單元110所量測出的多個瞬時輸出功率P，曲線c(t)代表啟動單元132所提供之功率變化率C。請參照圖1及圖3，詳言之，啟動單元132可比較每一與這些時間點t對應之多個瞬時輸出功率P與下一時間點t’對應之瞬時輸出功率P’以得到功率變化關係c(t)，並根據功率變化關係c(t)決定是否啟動處理單元130。功率變化關係c(t)包括每一時間點t與每一與這些時間點t對應之瞬時輸出功率P與下一時間點t’對應之瞬時輸出功率P’的差值△P相對於此時間點t與下一時間點t’之差值△t的一比值的對應關係。比值即為瞬時輸出功率變化率C。當每20秒之瞬時輸出功率變化率C的絕對值小於一閥值(例如5%)時，啟動單元132則判斷當時天氣穩定並啟動處理單元130，以進行判斷太陽光電發電系統200是否異常的程序。值得注意的是，上述之啟動單元132判斷天氣是否穩定的時間需在太陽光電發電系統200所在處的日照時間內，以台灣而言，此時間可在每日之上午八點到下午四點間。

故障檢測方法

圖4示出本發明一實施例之故障檢測方法的流程圖。此故障檢測方法用以檢測太陽光電發電系統200。請參照 圖4，首先，決定是否啟動檢測太陽光電發電系統200的流程，即決定是否開始建立瞬時指標關係的步驟(步驟S80)。決定是否啟動檢測太陽光電發電系統200流程的方法，可參照上述之啟動單元132依程式定時啟動或依使用者手動啟動的方式，於此便不再重述。若決定啟動則可進行判斷太陽光電發電系統200所在處之天氣是否穩定的步驟S90。判斷太陽光電發電系統200所在處之天氣是否穩定的方法可參照上述之啟動單元132判斷太陽光電發電系統200所在處之天氣是否穩定的方法，於此便不再重述。若判斷太陽光電發電系統200所在處之天氣是否穩定則可真正地進行檢測太陽光電發電系統200的步驟，即可進行建立瞬時指標關係的步驟。需說明的是，上述之步驟S80、S90不需二者都進行，在其他實施例中，可以步驟S80或步驟S90來決定是否開始進行真正檢測太陽光電發電系統200的流程。

若決定啟動檢測太陽光電發電系統200流程，則接著建立瞬時功率指標關係(步驟S100)。詳言之，可在多個不同的時間點下量測太陽光電發電系統200的多個瞬時輸出功率並提供與這些時間點對應的多個日照強度。提供這些日照強度的方法可參照前述之資訊提供單元120提供日照強度的方式，於此便不再重述。接著，分別對應地比較這些時間點的瞬時輸出功率與這些日照強度，以得到與這些時間點相關的瞬時功率指標關係。在本實施例中，瞬時功率指標關係包括每一時間點與此時間點上的正規化的瞬時 輸出功率與對應的正規化的日照強度的差值相對於對應的正規化的日照強度的一比值的對應關係。

然後，根據此瞬時功率指標關係來判斷太陽光電發電系統200是否異常(步驟S110)。詳言之，在本實施例中，可比較前述比值之絕對值與一閥值，當此比值之絕對值大於此閥值時則判斷太陽光電發電系統200異常。若判斷太陽光電發電系統200異常則提示功率異常。若判斷太陽光電發電系統200正常則進行後續之檢測流程。若判斷太陽光電發電系統200異常則提示功率異常(步驟S112)，並在提示功率異常後繼續進行後續之檢測流程。

接著，建立日平均發電量及歷史日平均發電量(步驟S200)。建立日平均發電量的方式可參照前述之電性量測單元量測日平均發電量的方式。建立歷史日平均發電量與前述之資訊提供單元120提供日照強度之方式類似，於此亦不再重述。接著，比較日平均發電量以及歷史日平均發電量以判斷太陽光電發電系統200是否異常(步驟S210)。詳言之，可先比較日平均發電量以及歷史日平均發電量得到日平均發電量相對誤差，然後判斷此日平均發電量相對誤差是否大於一閥值。若平均發電量相對誤差是否大於此閥值，則判斷太陽光電發電系統200異常，並可提示日平均發電量異常。若判斷太陽光電發電系統200正常則進行後續之檢測流程。若判斷太陽光電發電系統200異常則提示日平均發電量異常(步驟S212)，並在提示日平均發電量異常後繼續進行後續之檢測流程。

接著，建立系統性能比(步驟S300)。詳言之，在本實施例中，可量測太陽光電發電系統200在一段時間內輸出的電能總和並提供與此段時間對應之日輻射量。提供與此段時間對應之日輻射量的方式與前述之資訊提供單元120提供日照強度的方式類似，於亦不再重述。然後，根據此電能總和以及日輻射量計算出系統性能比。接著，根據此系統性能比判斷太陽光電發電系統200是否異常(步驟S310)。若判斷太陽光電發電系統200正常則可進行後續之檢測流程。若判斷太陽光電發電系統200異常，則可提示系統性能比異常(步驟S312)，並在提示系統性能比異常後繼續進行後續之檢測流程。

接著，可進行判斷是否達到欲定量測次數或欲定時間的步驟S400。若判斷達到欲定量測次數或欲定時間則結束檢測流程。若未達則可多次及重複地進行步驟S100至步驟S400，直到達到欲定量測次數或欲定時間而結束整個檢測流程。

第二實施例 故障檢測系統

圖5示出本發明之第二實施例之故障檢測系統。請參照圖5，本實施例之故障檢測系統100A與第一實施例相似因此相同之元件以相同之標號表示。以下就二者相異處做說明，二者相同處便不再重述。

請參照圖5，本實施例之故障檢測系統100A包括電 性量測單元110、資訊提供單元120以及處理單元130。電性量測單元110可在多個不同的時間點t1、t2(請對應地參照圖2)下分別量測太陽光電發電系統200的多個瞬時輸出功率P1、P2，資訊提供單元120可提供與這些時間點t1、t2對應的多個日照強度S1、S2。處理單元130分別對應地比較這些時間點t1、t2的瞬時輸出功率P1、P2與這些日照強度S1、S2，以得到與這些時間點t1、t2相關的瞬時功率指標關係w(t)。處理單元130根據瞬時功率指標關係w(t)來判斷太陽光電發電系統200是否異常。

本實施例之故障檢測系統100A與第一實施例之故障檢測系統100的差異在於：在本實施例中，是以環境資料收集器129作為資訊提供單元120。環境資料收集器129可收集太陽光電發電系統200所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一。環境資料收集器129可為高度計、溫度計、濕度計、風速計、風向計或其組合。處理單元130可根據環境資料收集器129所提供之資料計算出與所述多個時間點t1、t2對應的多個日照強度S1、S2。透過比對圖5之元件標號與第一實施例中相同標號之說明即可得知，本實例之故障檢測系統100A具有與第一實施例之故障檢測系統100相似之功能與優點，於此便不再重述。

故障檢測系統

圖6示出本發明第二實施例之故障檢測方法的流程 圖。請參照圖6，本發明之第二實施例之故障檢測方法與第一實施例之故障檢測方法類似，因此相同之元件以相同之標號表示。二者差異在於：本發明第二實施例之故障檢測方法可去除第一實施例之步驟S300、S310、S312。吾人配合圖6及第一實施例中對應之說便可瞭解本發明第二實施例之故障檢測方法，於此亦不再重述。

綜上所述，本發明一實施例之故障檢測系統及故障檢測方法是利用由比較多個時間點下之瞬時輸出功率與對應日照強度所獲得的瞬時功率指標關係來判斷太陽光電發電系統是否異常。因此，故障檢測系統及故障檢測方法不易因單一時間點下之瞬時輸出功率異常(例如某一時間點下雲朵遮住太陽光電模組而造成之太陽光電發電系統瞬時輸出功率異常)而做出錯誤的判斷。換言之，本發明一實施例之故障檢測系統及故障檢測方法可正確地且簡易地判斷出太陽光電發電系統是否異常，而不易受外界因素影響。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100、100A‧‧‧故障檢測系統

110‧‧‧電性量測單元

120‧‧‧資訊提供單元

122‧‧‧日照量測器

124‧‧‧儲存單元

126‧‧‧使用者介面

128‧‧‧網路單元

129‧‧‧環境資料收集器

130‧‧‧處理單元

132‧‧‧啟動單元

140‧‧‧前端主機

150‧‧‧提示單元

200‧‧‧太陽光電發電系統

210‧‧‧太陽光電模組

220‧‧‧電力調節器

300‧‧‧負載

400‧‧‧遠端主機

500‧‧‧通訊管道

C‧‧‧功率變化率

c(t)‧‧‧功率變化關係

P、P’、P1、P2‧‧‧瞬時輸出功率、正規化之瞬時輸出功率

p(t)、s(t)‧‧‧曲線

S80、S90、S100、S110、S112、S200、S210、S212、S300、S310、S312‧‧‧步驟

S、S1、S2‧‧‧日照強度、正規化之日照強度

t、t’、t1、t2‧‧‧時間點

V‧‧‧閥值

w(t)‧‧‧瞬時功率指標關係

W‧‧‧比值

△t、△p‧‧‧差值

圖1示出本發明之第一實施例之故障檢測系統。

圖2示出本發明第一實施例之故障檢測系統的電性量測單元、資訊提供單元以及處理單元所提供的數據。

圖3示出電性量測單元所量測出的多個瞬時輸出功率以及啟動單元所提供之功率變化率。

圖4示出本發明一實施例之故障檢測方法的流程圖。

圖5示出本發明之第二實施例之故障檢測系統。

圖6示出本發明第二實施例之故障檢測方法的流程圖。

100‧‧‧故障檢測系統

110‧‧‧電性量測單元

120‧‧‧資訊提供單元

122‧‧‧日照量測器

124‧‧‧儲存單元

126‧‧‧使用者介面

128‧‧‧網路單元

130‧‧‧處理單元

132‧‧‧啟動單元

140‧‧‧前端主機

150‧‧‧提示單元

200‧‧‧太陽光電發電系統

210‧‧‧太陽光電模組

220‧‧‧電力調節器

300‧‧‧負載

400‧‧‧遠端主機

500‧‧‧通訊管道

Claims (51)

1. 一種故障檢測系統，用以檢測一太陽光電發電系統，該故障檢測系統包括：一電性量測單元，在多個不同的時間點分別量測該太陽光電發電系統的多個瞬時輸出功率；一資訊提供單元，提供與該些時間點對應的多個日照強度；以及一處理單元，分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度，以得到與該些時間點相關的一瞬時功率指標關係，並根據該瞬時功率指標關係來判斷該太陽光電發電系統是否異常。
2. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該瞬時輸出功率為正規化之瞬時輸出功率，該日照強度為正規化之日照強度，該瞬時功率指標關係包括每一該時間點與該時間點上的該正規化之瞬時輸出功率與對應的該正規化之日照強度的差值相對於該對應的正規化之日照強度的一比值之對應關係。
3. 如申請專利範圍第2項所述之故障檢測系統，其中當該比值之絕對值大於一閥值時，該處理單元判斷該太陽光電發電系統異常。
4. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元包括一日照量測器，該日照量測器在該些不同的時間點分別量測該些日照強度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之故障檢測系統，其中 該日照量測器更在一段時間內量測一日輻射量。
6. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元包括一環境資料收集器，該環境資料收集器收集該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一，該處理單元根據該環境資料收集器所提供的該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一計算出與該些時間點對應的該些日照強度。
7. 如申請專利範圍第6項所述之故障檢測系統，其中該處理單元更根據該環境資料收集器所提供的該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一計算出與一段時間對應之一日輻射量。
8. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元根據該太陽光電發電系統的一歷史資料提供該些日照強度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元更根據該太陽光電發電系統的該歷史資料提供與一段時間對應之一日輻射量以及一歷史日平均發電量的至少其中之一。
10. 如申請專利範圍第8項所述之故障檢測系統，資訊提供單元包括一儲存單元，該儲存單元儲存該太陽光電發電系統的該歷史資料。
11. 如申請專利範圍第8項所述之故障檢測系統，資訊提供單元包括一網路單元，下載該太陽光電發電系統的 該歷史資料。
12. 如申請專利範圍第8項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元包括一使用者介面，供一使用者輸入該太陽光電發電系統的該歷史資料。
13. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元包括一網路單元，下載鄰近於該太陽光電發電系統之另一太陽光電發電系統在該些時間點下之多個第一瞬時輸出功率。
14. 如申請專利範圍第13項所述之故障檢測系統，其中該網路單元更下載鄰近於該太陽光電發電系統之另一太陽光電發電系統的一第一日照強度。
15. 如申請專利範圍第13項所述之故障檢測系統，其中該資訊提供單元以該些第一日照強度做為該些日照強度，該處理單元分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度，以得到與該些時間點相關的該瞬時功率指標關係。
16. 如申請專利範圍第14項所述之故障檢測系統，其中該處理單元比較該日平均發電量以及該第一日平均發電量得到一日平均發電量相對誤差，並根據該日平均發電量相對誤差判斷該太陽光電發電系統是否異常，其中該日平均發電量相對誤差為該日平均發電量與該第一日平均發電量之差值相對於該日平均發電量的比值。
17. 如申請專利範圍第13項所述之故障檢測系統，其中該太陽光電發電系統的一平均發電量與該另一太陽光電 發電系統的該平均發電量之差值在一個標準差以內。
18. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該電性量測單元更在一段時間內量測該太陽光電發電系統輸出的電能總和，該資訊提供單元更提供與該段時間對應之一日輻射量，該處理單元更根據該電能總和以及該日輻射量計算出一系統性能比，並根據該系統性能比判斷該太陽光電發電系統是否異常。
19. 如申請專利範圍第18項所述之故障檢測系統，其中該系統性能比為一第一比值相對於一第二比值的比值，該第一比值為該電能總和相對於該太陽光電發電系統額定容量的比值，該第二比值為該日輻射量相對於一標準日照強度的比值。
20. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該電性量測單元更在一段時間內量測該太陽光電發電系統輸出之一電能總和，該處理單元更根據該電能總和計算出一日平均發電量，該資訊提供單元更提供與該段時間對應之一歷史日平均發電量，該處理單元更比較該日平均發電量以及該歷史日平均發電量以判斷該太陽光電發電系統是否異常。
21. 如申請專利範圍第20項所述之故障檢測系統，其中該日平均發電量為該電能總和與該段時間所占天數之比值相對於該太陽光電發電系統額定容量的比值。
22. 如申請專利範圍第20項所述之故障檢測系統，其中該處理單元比較該日平均發電量以及該歷史日平均發電 量得到一日平均發電量相對誤差，並根據該日平均發電量相對誤差判斷該太陽光電發電系統是否異常，其中該日平均發電量相對誤差為該日平均發電量與該歷史日平均發電量之差值相對於該日平均發電量的比值。
23. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，更包括一啟動單元，與該處理單元電性連接，該啟動單元用以啟動該處理單元，而使該處理單元開始判斷該太陽光電發電系統是否異常。
24. 如申請專利範圍第23項所述之故障檢測系統，其中該啟動單元定時地啟動該處理單元。
25. 如申請專利範圍第23項所述之故障檢測系統，其中該啟動單元比較每一與該些時間點對應之該些瞬時輸出功率與下一時間點對應之該瞬時輸出功率以得到一功率變化關係，並根據該功率變化關係決定是否啟動該處理單元。
26. 如申請專利範圍第25項所述之故障檢測系統，其中該功率變化關係包括每一該時間點與每一與該些時間點對應之該些瞬時輸出功率與下一時間點對應之該瞬時輸出功率的差值相對於該時間點與下一時間點之差值的一比值的對應關係。
27. 如申請專利範圍第1項所述之故障檢測系統，其中該電性量測單元在一段時間內量測該太陽光電發電系統輸出的電能總和，該資訊提供單元提供與該段時間對應之一日輻射量，該處理單元根據該電能總和以及該日輻射量計算出一系統性能比並根據該系統性能比該判斷該太陽光 電發電系統是否異常，該處理單元根據該電能總和計算出一日平均發電量，該資訊提供單元提供與該段時間對應之該太陽光電發電系統的一歷史日平均發電量，該處理單元根據該日平均發電量以及該歷史日平均發電量得到一日平均發電量相對誤差並根據該日平均發電量相對誤差判斷該太陽光電發電系統是否異常，該處理單元重複多次地根據該瞬時功率指標關係、該系統性能比以及該日平均發電量相對誤差判斷該太陽光電發電系統是否異常。
28. 一種故障檢測方法，用以檢測一太陽光電發電系統，該故障檢測方法包括：在多個不同的時間點下量測該太陽光電發電系統的多個瞬時輸出功率；提供與該些時間點對應的多個日照強度；分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度，以得到與該些時間點相關的一瞬時功率指標關係；以及根據該瞬時功率指標關係來判斷該太陽光電發電系統是否異常。
29. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，該瞬時輸出功率為正規化之瞬時輸出功率，該日照強度為正規化之日照強度，其中該瞬時功率指標關係包括每一該時間點與該時間點上的該正規化的瞬時輸出功率與對應的該正規化的日照強度的差值相對於該對應的正規化的日照強度的一比值的對應關係。
30. 如申請專利範圍第29項所述之故障檢測方法，其中根據該瞬時功率指標關係來判斷該太陽光電發電系統是否異常的方法包括：比較該比值之絕對值與一閥值，當該比值之絕對值大於該閥值時則判斷該太陽光電發電系統異常。
31. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更包括：令一日照量測器在該些不同的時間點下量測該些日照強度。
32. 如申請專利範圍第31項所述之故障檢測方法，更包括：令該日照量測器量測與一段時間對應之一日輻射量。
33. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更包括：令一環境資料收集器收集該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之並根據該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一計算出該些日照強度。
34. 如申請專利範圍第33項所述之故障檢測方法，更包括：令該環境資料收集器收集該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之並根據該太陽光電發電系統所處環境之海拔高度、溫度、濕度、風速、風向至少其中之一計算出與一段時間對應之一日輻射量。
35. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更 包括：提供該太陽光電發電系統的一歷史資料；以及根據該太陽光電發電系統的該歷史資料提供該些日照強度。
36. 如申請專利範圍第35項所述之故障檢測方法，更包括：根據該太陽光電發電系統的該歷史資料提供與一段時間對應之一日輻射量以及一歷史日平均發電量的至少其中之一。
37. 如申請專利範圍第35項所述之故障檢測方法，其中提供該太陽光電發電系統的該歷史資料之方法包括：從一網路下載該太陽光電發電系統的該歷史資料。
38. 如申請專利範圍第35項所述之故障檢測方法，其中提供該太陽光電發電系統的該歷史資料之方法包括：由一使用者提供該太陽光電發電系統的該歷史資料。
39. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，其中提供與該些時間點對應的多個日照強度的方法包括：提供鄰近於該太陽光電發電系統之另一太陽光電發電系統在該些時間點下之多個第一日照強度，並以該些第一日照強度做為該些日照強度。
40. 如申請專利範圍第39項所述之故障檢測方法，其中該太陽光電發電系統的一平均發電量與該另一太陽光電發電系統的日平均發電量之差值在一個標準差以內。
41. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更 包括：量測該太陽光電發電系統在一段時間內輸出的電能總和；提供與該段時間對應之一日輻射量；根據該電能總和以及該日輻射量計算出一系統性能比；以及根據該系統性能比該判斷該太陽光電發電系統是否異常。
42. 如申請專利範圍第41項所述之故障檢測方法，其中該系統性能比為一第一比值相對於一第二比值的比值，該第一比值為該電能總和相對於該太陽光電發電系統額定容量的比值，該第二比值為該日輻射量相對於一標準日照強度的比值。
43. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更包括：量測該太陽光電發電系統在一段時間內輸出之一電能總和並根據該電能總和計算出一日平均發電量；提供與該段時間對應之一歷史日平均發電量；以及比較該日平均發電量以及該歷史日平均發電量以判斷該太陽光電發電系統是否異常。
44. 如申請專利範圍第43項所述之故障檢測方法，其中該日平均發電量為該電能總和相對於該段時間所占天數之比值相對於該太陽光電發電系統額定容量的比值。
45. 如申請專利範圍第43項所述之故障檢測方法，其 中比較該日平均發電量以及該歷史日平均發電量以判斷該太陽光電發電系統是否異常的方法包括：比較該日平均發電量以及該歷史日平均發電量得到一日平均發電量相對誤差；以及判斷該日平均發電量相對誤差是否大於一閥值。
46. 如申請專利範圍第45項所述之故障檢測方法，其中該日平均發電量相對誤差為該日平均發電量與該歷史日平均發電量之差值相對於該日平均發電量的比值。
47. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更包括：決定是否開始分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度。
48. 如申請專利範圍第47項所述之故障檢測方法，其中決定是否開始分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度的方法包括：判斷該太陽光電發電系統所在處之天氣是否穩定；以及根據該太陽光電發電系統所在處之天氣是否穩定的結果決定是否開始分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度。
49. 如申請專利範圍第48項所述之故障檢測方法，其中判斷該太陽光電發電系統所在處之天氣是否穩定的方法包括：比較每一與該些時間點對應之該些瞬時輸出功率與 下一時間點對應之該瞬時輸出功率以得到一功率變化關係；以及根據該功率變化關係決定是否開始分別對應地比較該些時間點的該些瞬時輸出功率與該些日照強度。
50. 如申請專利範圍第49項所述之故障檢測方法，其中功率變化關係包括每一該時間點與每一與該些時間點對應之該些瞬時輸出功率與下一時間點對應之該瞬時輸出功率的差值相對於該時間點與下一時間點之差值的一比值的對應關係。
51. 如申請專利範圍第28項所述之故障檢測方法，更包括：在一段時間內量測該太陽光電發電系統輸出的電能總和；提供與該段時間對應之一日輻射量；根據該電能總和以及該日輻射量計算出一系統性能比；根據該系統性能比該判斷該太陽光電發電系統是否異常；根據該電能總和計算出一日平均發電量；提供與該段時間對應之該太陽光電發電系統的一歷史日平均發電量；根據該日平均發電量以及該歷史日平均發電量得到一日平均發電量相對誤差；根據該日平均發電量相對誤差判斷該太陽光電發電 系統是否異常；以及重複多次地根據該瞬時功率指標關係、該系統性能比以及該日平均發電量相對誤差判斷該太陽光電發電系統是否異常。