出了断路或者短路等异常工作状态；而在输入端的电流与日照强度同步变化的条件下，如果所有相邻或相近的输入端的电流值全部小于第一预设值时识别为阴影遮挡，仍然判断工作状态正常，而如果某输入端的电流值处于一个低水平同时相邻或相近的输入端的电流值超过一个高水平时，虽然这些输入端的电流均与日照强度发生同步变化，但由于发电水平差距过大，而确定处于较低水平的输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱发生故障；如果输入端的电流值全部处于高水平状态，或者部分处于高水平状态，部分处于“可接受”的低水平状态，则进一步通过电流跟随变化系数，来检验输入端的电流是否跟随相邻或相近输入端的电流变化，如果未跟随变化，则确定输入端连接的太阳能电池串或者上一级汇流箱发生故障。这样将实时检测的发电电流数据和能够反映环境情况的日照强度数据相结合进行监测，并利用相邻或相近输入端的电流值的相互校验、相邻或相近输入端的电流变化率的相互校验，能够减少对历史数据的依赖以及外界干扰引起的误判，从而有效提高监测准确率。
【附图说明】
[0046]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1是本发明实施例提供的一种太阳能光伏电站的结构示意图；
[0048]图2是本发明实施例提供的一种太阳能光伏电站的工作状态监测方法的流程图；
[0049]图3是本发明实施例提供的一种太阳能光伏电站的工作状态监测系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0050]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
[0051]如图1所示，为本发明实施例提供的一种太阳能光伏发电站的一部分，即仅示出了两级汇流组成的光伏阵列的一部分，在实际应用中，该光伏阵列能够继续增加汇流级别。本实施例中光伏阵列中组件连接方式为:x个(X多I)太阳能电池板组成一个太阳能电池串，采用η进I的一级汇流，即将η个太阳能电池串通过同一个一级汇流箱的输入端I至输入端η进行汇流，同时再采用m进I的二级汇流，即将m个一级汇流箱的输出端输出的电流通过同一个二级汇流箱的输入端I至输入端m进行汇流，最后统一由二级汇流箱的输出端输出。i代表汇流箱各输入端输入的电流值。I代表汇流箱输出端的输出电流值。η代表一级汇流箱所能接入的最大太阳能电池串数量，如对于型号为8进I 一级汇流箱，最多有8个输入端，最多可接入8个太阳能电池串，在实际使用时不同的一级汇流箱在实际排布时可能实际接入太阳能电池串数量不同，如Zl-Hl号汇流箱实际只接有7个输入端连接太阳能电池串，Z1-H2号汇流箱实际连接有6个输入太阳能电池串。m代表二级汇流箱所接能接入的最大支路数量，如对于型号为10进I 二级汇流箱，最多有10个输入端，最多可连接10个一级汇流箱的输出端。若一级汇流箱为8进一的型号，那么这个10进I的二级汇流箱每个输入端的电流将是一个一级汇流箱的输出，为8个太阳能电池串电流的和，整个二级汇流箱的输出电流最多是80个太阳能电池串电流的和。在实际使用时不同的二级汇流箱在实际排布时可能实际接入的太阳能电池串数量不同，如Zl汇流箱实际只接有9个一级汇流箱，Zl汇流箱的输入端I接Zl-Hl号汇流箱的输出端，Zl汇流箱的输入端2接Z1-H2号汇流箱的输出端，依次类推。或者，Zl汇流箱除连接有一级汇流箱外，还存在直接连接太阳能电池串的输入端。也就是说，对于一级汇流箱Zl-Hl至Zl-Hm，一级汇流箱的η个输入端中，多个或者全部输入端与太阳能电池串连接，并允许一级汇流箱存在空置输入端；而对于二级汇流箱Zl来说，至少有一个输入端与一级汇流箱的输出端连接其它输入端能够与太阳能电池串连接，或者如图1所示二级汇流箱的所有在用的输入端I至输入端m分别与一级汇流箱Zl-Hl至Zl-Hm连接，并且允许存在空置输入端。更高级别的汇流箱依次类推直至N级(N为整数且N彡2)。
[0052]本实施例中太阳能电站所采用的光伏阵列中各级汇流箱的各支路电路有以下关系:
[0053]1、对于一级汇流箱:以Zl-Hl号汇流箱为例，其输出端的电流与输入端的电流值有如下关系:ΙΖΙ-Η1= I 11+?12+..* +im° Zl-Hl号汇流箱有η个输入端，每个输入端都只接一串太阳能电池串，那么其各输入端的电流值就是各自所接太阳能电池串的电流，即入端 I= i 11。
[0054]2、对于二级汇流箱:以Zl号汇流箱为例，其输出端的电流值与输入端的电流值有如下关系:IZI= i Ji2+..* +im°其中，I1为二级汇流箱Zl的输入端I的输入电流值，该电流值等于一级汇流箱Zl-Hl的输出端的输出电流值IZI_H1，“至i m依次类推。Zl号汇流箱有m个输入端，每个输入端都连接一个一级汇流箱，那么二级汇流箱Zl的各输入端的电流值就是各自所连接的一级汇流箱的输出端的电流值，实际上是η个太阳能电池串电流值的和，即:二级汇流箱的
i输入端 I = i 1= I Z1-Hl = i ll + il2+...+iln，?输入端 m= ? m= I Z1-Hm=
iml+im2+...+i?o而如果Zl号汇流箱既存在直接连接太阳能电池串的输入端，也存在连接一级汇流箱的输入端，则Zl号汇流箱的输出端的电流值等于与其直接连接的太阳能电池串的电流值与各一级汇流箱的输出端的电流值之和。
[0055]对于N > 2的更高级别的汇流箱，计算方式依次类推，本文不再详述。第N级汇流箱的输出端的电流经逆变器接入并网点，进入供电电网。
[0056]在汇流箱正常工作的情况下，容易检测出汇流箱的每个输入端的电流值，由于每个输入端与一个太阳能电池串或上级汇流箱的输出端相连，因此，每个输入端的电流值实际也是流过与该汇流箱相连的太阳能电池串或上级汇流箱的电流值。
[0057]由于太阳能电池是太阳能光伏电站的基本构成单元，将多个太阳能电池串联后构成一个太阳能电池串，对于不同的太阳能光伏电站，太阳能光伏阵列的排布方式可能会有较大不同，由于太阳能光伏电池串的数量较多，可以采用一个或多个汇流箱将太阳能电池串的发电量进行汇流，因此，保证每个太阳能电池串以及汇流箱能够正常工作是保证太阳能光伏电站正常工作的前提。
[0058]本发明实施例提供了一种如图1所示的太阳能光伏电站的工作状态监测方法，其中，太阳能光伏电站包括至少一个太阳能光伏电池阵列，太阳能光伏电池阵列包括多个太阳能电池串和具有多个输入端和一个输出端的汇流箱，每个汇流箱的输入端和一个太阳能电池串或上一级汇流箱的输出端相连，该太阳能光伏电站的工作状态监测方法如图2所示，包括以下步骤:
[0059]步骤101:实时检测每个输入端的电流值，并根据电流值计算电流变化率。其中，电流变化率是电流值随时间的变化率的简称，分别检测出两个时刻的电流值后，本领域技术人员容易计算出电流变化率。
[0060]步骤102:实时检测每个输入端的日照强度，并根据日照强度计算日照强度变化率。
[0061]上述日照强度也被称为日照幅度，对于某个太阳能电池串而言，从h时刻到t时刻的日照强度变化率=(日照强度(t)_日照强度_)/日照强度变化率能够反映一段时间内的日照变化情况。通过实时监测每个输入端的日照强度数据，不仅能够采集更为真实的环境数据，还不需要参考历史气相数据或者购买专门的气相数据，有效降低采购成本，并且使得本实施方式具有更强的可实施性。
[0062]步骤103:计算电流变化率与日照强度变化率的比值。在获得了电流变化率、日照强度变化率、电流变化率与日照强度变化率的比值后进入步骤201及后续步骤。
[0063]步骤201:判断电流变化率与日照强度变化率的比值是否在预设阈值区间内，如果否，则说明该输入端连接的太阳能电池串或者上一级汇流箱的发电状态与日照强度变化不同步，进入步骤206:确定与输入端相连的太阳能电池串或上一级汇流箱的工作状态异常。也就是说，如果电流变化率与日照强度变化率的比值超过预设阈值(包括正向超过和负向超过两种情况)，证明上述太阳能电池串的发电状态并未随着环境的光照强度同步变化，而在正常情况下，影响太阳能电池串的发电水平变化的只有环境因素，此时能够判断出输入端连接的太阳能电池串或上一级汇流箱故障。例如，在太阳能电池串、汇流箱无故障的状态下，理想状态下输入端的电流变化率与日照强度变化率的比值应为I，考虑到太阳能电池串和汇流箱的性能稳定性，该比值应在接近于I的一个阈值区间内，如果某一时间段内日照强度变化率为1.2 (即光照条件逐渐变好)，而某输入端的电流变化率达到1.5，明显超过了日照强度的提升速度，此时能够确定存在短路的故障，而某输入端的电流变化率仅为1.02，明显低于日照强度的提升速度，此时能够确定存在断路的故障。
[0064]其中，判断电流变化率与日照强度变化率的比值是否在预设阈值区间内具体包括:
[0065]判断比值是否为正数，如果是，则在比值小于第三预设值时，判断比值在预设阈值区间内；否则，在比值大于第四预设值时，判断比值在