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一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法

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一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,尤其設(shè)及一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光伏電站一般有電池組串、直流匯流箱、逆變器、升壓變壓器、靜止型動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ) 償裝置(SVG)、監(jiān)控中屯、等功能單元組成。IMW發(fā)電單元,一般配置有200-300個(gè)左右的光 伏電池板組串(簡(jiǎn)稱(chēng)組串)。而組串作為光轉(zhuǎn)電的核屯、轉(zhuǎn)換設(shè)備,目前光伏電站對(duì)組串自身 的故障的監(jiān)控手段卻非常少?,F(xiàn)有光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)組串監(jiān)控程度不足,監(jiān)控的數(shù)據(jù)種 類(lèi)少,監(jiān)控的數(shù)據(jù)量小,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性差,而且各個(gè)直流匯流箱的數(shù)據(jù)信息不同步,無(wú) 法全面把握整個(gè)電站光伏電池板組串的質(zhì)量W及后續(xù)的發(fā)展情況,因此,急需一個(gè)全面評(píng) 價(jià)發(fā)電站光伏電池板組串整體健康程度的指標(biāo)體系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于通過(guò)一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法,來(lái)解決W上背景 技術(shù)部分提到的問(wèn)題。
[0004] 為達(dá)此目的,本發(fā)明采用W下技術(shù)方案: 陽(yáng)〇化]一種光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法,其包括如下步驟:
[0006] S101、采集每個(gè)組串的PV(功率-電壓)特性曲線數(shù)據(jù);
[0007] S102、計(jì)算組串離散度;
[0008] S103、計(jì)算組串離散速率;
[0009] S104、計(jì)算組串衰減率;
[0010] S105、計(jì)算組串衰減速率。
[0011] 特別地,所述步驟SlOl具體包括:
[0012] S1011、在具有組串最大功率尋優(yōu)功能的光伏電站中,數(shù)據(jù)采集裝置統(tǒng)一啟動(dòng)PV 特性曲線數(shù)據(jù)采集;
[0013] S1012、所有逆變器在光強(qiáng)穩(wěn)定的同一時(shí)刻to啟動(dòng)PV特性曲線掃描,掃描時(shí)間 t<10秒,掃描電壓范圍為(-U,+U),掃描刻度為AU,記錄下來(lái)每個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的當(dāng)前功率Pi,; 取得每個(gè)組串的PV特性曲線數(shù)據(jù);如果電站裝機(jī)容量為m兆瓦,每1兆瓦發(fā)電單元有n個(gè) 組串,則可W獲取mXn組數(shù)據(jù),并且記錄下當(dāng)前環(huán)境下的組串的預(yù)測(cè)最大功率Pt;
[0014]
[0015] 其中,矩陣A表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串PV特性曲線數(shù)據(jù)集,其數(shù)據(jù)數(shù)量 為(mXnXk);其中,Pii=(PwPw…Piik),i取值范圍[l,m],j取值范圍[l,n],Pii表 示的是第i個(gè)發(fā)電單元的第j個(gè)組串的to時(shí)刻點(diǎn)的P(功率)曲線數(shù)組,k表示每組P曲 線的數(shù)組長(zhǎng)度;
[0016] S1013、從矩陣A中找出每個(gè)組串的最大功率點(diǎn);
[0017]
[0018] 其中,B表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串的最大功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)集,其數(shù)據(jù)數(shù)量為 (mXn);其中,Pリ(mpp。.,)表示的是第i個(gè)發(fā)電單元的第j個(gè)組串的當(dāng)前最大功率點(diǎn),mppt_ ij取值范圍[l,k];
[0019] S1014、取矩陣B中的最大值Pm。,和最小值Pmi。;
[0020] S1015、取Ap為允許誤差,將Pmi。和Pmgx的區(qū)間分為L(zhǎng)個(gè)等份,即:L= (Pmgx-Pmm)/ Ap,從而得到L個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)間;若X取值范圍在[1,L],則第X區(qū)間的功率范圍為(Pmm+(X-1) Ap,Pmin+(X)Ap],每個(gè)區(qū)間對(duì)應(yīng)一個(gè)整數(shù)變量,得至Ij一個(gè)變量數(shù)組A=(入1,入2…入L), 該變量數(shù)組的每個(gè)成員的初值為0 ;
[OOWS1016、遍歷矩陣B中的每個(gè)數(shù)據(jù)Pwmppt^iD,確認(rèn)該數(shù)據(jù)在上述L個(gè)區(qū)間的哪一個(gè) 區(qū)間里,若Pi,(mppt_u)在(Pmm+(X-1)Ap,Pmin+(X)Ap]區(qū)間內(nèi),則入加1,即在第X區(qū)間內(nèi)有 入,個(gè)落入該區(qū)間的最大功率數(shù)據(jù);遍歷所有數(shù)據(jù)后得到更新的數(shù)組A,A=(A1,^2… 入L)。
[0022] 特別地,所述步驟S102具體包括:計(jì)算組串離散度即計(jì)算步驟S1016中所述更新 的數(shù)組A的標(biāo)準(zhǔn)差S;^;
[0024] 表征的是當(dāng)前組串的發(fā)電能力的離散度指標(biāo),S,越大,其離散度越大,一致性 越差。
[00巧]特別地,所述步驟S103具體包括:組串離散速率是相鄰兩次計(jì)算的組串離散度之 差與時(shí)間的比值;若(N+1),(腳分別代表相鄰兩次計(jì)算的組串離散度,T為相鄰兩次 計(jì)算組串離散度的時(shí)間間隔,則組串離散速率Vs計(jì)算公式如下:
[0026] Vs=(S;^(N+1)-S;^W)/T。
[0027] 特別地,所述步驟S104中計(jì)算組串衰減率,具體包括:
[0028] S1041、計(jì)算當(dāng)前工況下整個(gè)發(fā)電站的組串最大功率的數(shù)學(xué)期望E:
[0030] S1042、計(jì)算所述發(fā)電站的組串發(fā)電能力的衰減率;該衰減率是與前次計(jì)算的數(shù)據(jù) 的比值;若前次計(jì)算的組串最大功率的數(shù)學(xué)期望為E(N),前次計(jì)算的組串最大功率理論值 為Pt(腳,本次計(jì)算的組串最大功率的數(shù)學(xué)期望為E(N+1),本次計(jì)算的組串最大功率理論值 為Pt(N+1),則本次計(jì)算時(shí)刻相比前一次計(jì)算時(shí)刻的組串衰減率為: 陽(yáng)的1] y = E(N+l)Pt(N)/巧㈱Pt(N+l))。
[0032] 特別地,所述步驟S105中計(jì)算組串衰減速率,具體包括:計(jì)算組串衰減速率即計(jì) 算發(fā)電站的組串發(fā)電能力的衰減速率Vu:V,=y/T,其中,T為兩次計(jì)算的時(shí)間差。
[0033] 特別地,所述步驟S1012中當(dāng)前環(huán)境包括但不限于:組件溫度、光福照度、電池板 傾角及方位角的設(shè)計(jì)值。
[0034] 本發(fā)明提出的光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)發(fā)電站光伏電池 板組串健康程度的全面監(jiān)測(cè),監(jiān)控的數(shù)據(jù)種類(lèi)豐富,監(jiān)控的數(shù)據(jù)量大,監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)具有良好的 實(shí)時(shí)性,使用戶(hù)能夠?qū)崟r(shí)全面的把握整個(gè)發(fā)電站光伏電池板組串的質(zhì)量W及后續(xù)的發(fā)展情 況。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法流程圖;
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的集散式逆變器系統(tǒng)發(fā)電方案示意圖;
[0037] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的組串式逆變器系統(tǒng)發(fā)電方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。可W理解的是,此處所描述的具 體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明,而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說(shuō)明的是,為了便于描 述,附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部?jī)?nèi)容。除非另有定義,本文所使用的所有 的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在 本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本發(fā) 明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"及/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0039] 請(qǐng)參照?qǐng)D1所示,圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法 流程圖。
[0040] 本實(shí)施例中光伏電池板組串健康程度評(píng)價(jià)方法具體包括如下步驟: 陽(yáng)0川 S101、采集每個(gè)組串的PV(功率-電壓)特性曲線數(shù)據(jù),具體過(guò)程如下:
[0042] S1011、在具有組串最大功率尋優(yōu)功能的光伏電站中,例如圖2所示的集散式逆變 器系統(tǒng)發(fā)電方案、圖3所示的組串式逆變器系統(tǒng)發(fā)電方案,數(shù)據(jù)采集裝置統(tǒng)一啟動(dòng)PV特性 曲線數(shù)據(jù)采集。本發(fā)明中分析的數(shù)據(jù)可W是最大功率點(diǎn)的電壓或電流信息。
[0043] S1012、所有逆變器在光強(qiáng)穩(wěn)定的同一時(shí)刻to啟動(dòng)PV特性曲線掃描,掃描時(shí)間 t<10秒,掃描電壓范圍為(-u,+u),掃描刻度為AU,記錄下來(lái)每個(gè)電壓對(duì)應(yīng)的當(dāng)前功率Pu; 取得每個(gè)組串的PV特性曲線數(shù)據(jù);如果電站裝機(jī)容量為m兆瓦,每1兆瓦發(fā)電單元有n個(gè) 組串,則可W獲取mXn組數(shù)據(jù),并且記錄下當(dāng)前環(huán)境下的組串的預(yù)測(cè)最大功率Pt;
[0044]
W45] 其中,矩陣A表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串PV特性曲線數(shù)據(jù)集,其數(shù)據(jù)數(shù)量 為(mXnXk);其中,Pii=(PiiOPw…Piik),i取值范圍[l,m],j取值范圍[l,n],Pii表 示的是第i個(gè)發(fā)電單元的第j個(gè)組串的to時(shí)刻點(diǎn)的P(功率)曲線數(shù)組,k表示每組P曲 線的數(shù)組長(zhǎng)度。需要說(shuō)明的是,所述當(dāng)前環(huán)境包括但不限于:組件溫度、光福照度、電池板傾 角及方位角的設(shè)計(jì)值。
[0046] S1013、從矩陣A中找出每個(gè)組串的最大功率點(diǎn);
[0047]
[0048] 其中,B表示容量為m兆瓦電站的每個(gè)組串的最大功率點(diǎn)的數(shù)據(jù)集,其數(shù)據(jù)數(shù)量為 (mXn);其中,Pリ(
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