一种光伏电站区域定向故障诊断方法与流程

文档序号:11841008阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤:

a.搭建集成了数据采集系统、组件定位系统和数据库系统的电站性能数据采集平台;通过所述数据采集系统采集电站直流侧和交流侧的必要检测数据;通过所述组件定位系统对光伏电站的每一块组件进行定位与编号,同时,为采集到的数据添加坐标信息;所述数据库系统用于储存包括坐标信息的实测数据以供故障诊断使用;

b.通过一集成了自主无人机、热红外分析设备的现场检测装置,对组件进行红外扫描;所述现场检测装置以自主无人机作为载体,自主无人机能够自主起降、巡航、调节飞行姿态、原地垂直起飞和悬停,并能够接收人工操作指令;此外,所述自主无人机还能够实时设置相机参数;所述热红外分析设备为专业热红外分析仪,集成有自动控制装置,控制热红外分析仪工作并传输光伏组件红外影像至影像分析系统;

c.设置地面影像分析系统,接收光伏组件红外影像,并分析接收到的光伏组件红外影像是否存在热斑,将分析结果发送至故障诊断平台并同步储存至数据库;

d.建立故障诊断平台,所述故障诊断平台基于PHM技术搭建,采用马田算法,用健康度HD的数值来表示诊断结果,健康度HD的计算公式为

<mrow> <mi>H</mi> <mi>D</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mo>-</mo> <mn>0.03</mn> <mi>ln</mi> <mi>M</mi> <mi>D</mi> </mrow> </msup> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,MD为实测数据与健康数据之间的马氏距离值;

所述诊断平台根据所述影像分析系统的分析结果采取不同的诊断方法,具体如下:

当0.85<HD<1时,即当组件无热斑时,认为系统处于无故障状态,诊断平台定时对比直流侧和交流侧数据以判断汇流、逆变环节运行状态;当HD<0.85时,即出现热斑信息,诊断平台发出报警信息,操作人员根据诊断结果采取相应措施:(1)当0.65<HD<0.85时,即热斑问题较轻时,认为系统处于轻微正确故障状态,应及时采取检修措施,操作人员通过辅控系统设置所述现场检测装置在邻域内巡检一段时间,进行进一步的观察;(2)当HD<0.65时,即热斑问题严重时,认为系统处于严重正确故障状态,应立即采取检修措施,操作人员启动区域诊断模式,根据所述组件定位系统确定热斑组件位置,以热斑组件为中心,进行区域热斑搜索,并确定热斑邻域,调取邻域内组串参数进行故障诊断并输出结果,操作人员根据诊断结果采取相应措施;无论选择哪种方法,操作人员必须进行故障复位操作。

e.收到故障复位信号后,所述现场检测装置按时复检热斑邻域,以确保故障问题得到妥善解决。

2.根据权利要求1所述的一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于:所述步骤a中数据采集系统用于采集、传输和显示电站系统的直流侧和交流侧的必要检测数据,送入微控制器片进行预处理后,通过通讯接口送入远程计算机,并在添加坐标信息后送入数据库存储和显示;所述数据采集系统的处理芯片采用微控制器,并配合AD采样芯片;所述数据采集系统的通讯接口采用RS-485通讯接口。

3.根据权利要求2所述的一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于:所述直流侧的必要检测数据包括组串电压、组串电流、组件背板温度、水平辐照、共面辐照、环境温度、环境湿度、风速、风向和大气压,所述交流侧的必要检测数据为逆变器直流侧电流、逆变器交流侧电流和逆变器效率。

4.根据权利要求3所述的一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于:光伏阵列的电压、电流分别采用直流电压隔离变送器和直流电流变送器,光伏组件背板温度的采集选用热敏电阻,辐照度数据的采集选用直射辐照仪和散射辐照仪相结合的方式,风速、风向的测量选用风速、风向传感器与风速变送器、风向变送器配合使用的方式,各个传感器输出的信号经过调理电路处理后,送入微控制器的模数转换器(ADC)中,微控制器定时进行采样、处理、传输。

5.根据权利要求3所述的一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于:所述交流侧逆变器数据通过智能电量变送器采集,通讯接口为RS-485串行通讯标准,通讯协议为标准MODBUS协议。

6.根据权利要求1所述的一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于:所述步骤a中的组件定位系统采用GPS定位系统,在电站阵列的每个组件上安装GPS定位跟踪装置,由GPS定位系统对组件定位,获取其所在地理位置的坐标信息,并将组件编号,根据组件编号储存其对应的坐标信息;所述数据库系统为基于云平台的SQL数据库系统。

7.根据权利要求1所述的一种光伏电站区域定向故障诊断方法,其特征在于:所述步骤c中的影像分析系统为双目视觉系统。

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