049] 步骤21、设定上位机下载自动气象站实时环境参数的速率与光伏组件温度采集仪 的采集速率、MPPT跟踪器输入和逆变器输出电气量的检测速率相同，采集的数据均通过通 讯端口发送到上位机；
[0050] 步骤22、扫描的范围为MPPT跟踪器最低工作电压到开路电压，正向扫描时电压范 围从最低工作电压开始到开路电压，按照先定电压步长，后变电压步长，最后定电流步长的 步骤进行；反向扫描时扫描电压范围从开路电压到最低工作电压，按照先定电流步长，后变 电流步长，最后定电压步长的步骤进行。
[0051] 所述步骤3根据是否能够采集到光伏组件温度，建立两种不同的光伏方阵功率计 算模型，分别为光伏方阵功率计算模型M03和光伏方阵功率计算模型M04,其中，所述光伏 方阵功率计算模型M03为采集光伏组件温度，以光伏组件温度和太阳辐照为输入，光伏功 率为输出建立，所述光伏方阵功率计算模型M04是以太阳辐照、环境温度、风速、风向为输 入，光伏功率为输出建立。
[0052] 所述步骤5包括：
[0053] 横向比较，将MPPT跟踪器输入端检测到的具有相同电气特性的方阵功率值进行 比较，若相差过大，则判定偏差较大的那一路所接光伏方阵中存在故障、严重PID现象或遮 挡；
[0054] 纵向比较，将当前时段MPPT跟踪器输入端检测到的功率与步骤3所得光伏方阵功 率计算模型的计算功率作商，与前一时段的该结果比较，若变化较大则判定该路MPPT跟踪 器所接光伏方阵中存在故障、严重PID现象或遮挡。
[0055] 所述步骤6的效率指标定义包括：
[0056] 反映最大跟踪效率的效率指标n MPPT为：
[0058] 式中，为光伏方阵功率计算模型M03或光伏方阵功率计算模型M04在时段h 计算得到的最大功率值山和t N+1分别为评估MPPT效率的起止时间；
[0059] 根据选择的直流电缆参数，计算在对应电压V"和电流I "下的直流电缆损耗Λ P 1;综合反映光伏组件衰减损耗、组件失配损耗、PID损耗的效率指标η ρ_1:
[0061 ] 式中，为在时段^，利用光伏方阵参数模型Μ01或光伏方阵参数模型Μ02计 算得到的最大功率值；
[0062] 逆变器换流效率指标η ιην为：
[0064] 在心至t N时段逆变器平均换流效率指标?？Ww、.为：
[0066] 在心至t跗段逆变器出口的总效率指标II a为：
[0068] 式中
为可以用逆变器^至t N时段发电量统计结果代替。
[0069] 对步骤3建立的光伏方阵功率计算模型进行更新的方法是：按照设定的方式和频 率对光伏方阵功率计算模型M03或M04进行更新，所述设定的方式为集中采集完全更新模 型或者分散采集逐渐更新；设定的频率为更新的周期。
[0070] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0071] 1.本发明在原有光伏系统的基础上，不需要增加硬件设备，基于现有的逆变器、 MPPT跟踪器、环境监测和光伏组件温度等数据，并通过软件设计实现。能够自动在线检测光 伏方阵电气特性，建立光伏方阵电路模型，分析光伏系统多个环节的效率，并能实现故障判 断的功能。能够及时发现故障问题，发现低效环节，降低隐患，提高光伏系统的运维效率。
[0072] 2.本发明所采用的MPPT扫描方法是结合定电压步长、定电流步长、变电压步长、 变电流步长进行扫描，使得在最大功率点两侧分布的电压电流测量点数据相近并分布均 勾，以提尚光伏方阵建t旲的精度，从而提尚效率指标计算的精度。
[0073] 3.本方法采用先判断故障后计算效率的方法，能够及时发现故障问题，降低隐患， 并在排除故障的情况后准确计算反映各个环节效率的指标，能有效反映光伏系统最大跟踪 效率、逆变器换流效率、线路损耗等单独环节的效率和损耗，并能综合反映组件衰减、组件 失配、PID损耗等。
[0074] 4.考虑了风速、风向对光伏组件温度的影响，将这两个环境因素加入到光伏方阵 功率计算模型，建立了环境参数与光伏方阵模型的关系，提高了光伏方阵功率模型的适应 性。
【附图说明】
[0075] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，下面结合附图对本发明的具 体实施方式作进一步详细说明。
[0076] 图1为本发明实施例的组串式并网光伏系统及各环节损耗框图；
[0077] 图2为本发明实施例的集中式并网光伏系统及各环节损耗框图；
[0078] 图3为本发明光伏方阵单二极5参数管模型；
[0079] 图4为本发明实施例MPPT正向扫描电压电流步长变化图；
[0080] 图5为本发明实施例MPPT反向扫描电压电流步长变化图；
[0081] 图6为本发明实施例在线检测和评估光伏系统效率的方法流程图。
【具体实施方式】
[0082] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具 体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描 述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0083] 本发明一种在线检测和评估光伏系统效率的方法，适用于具有MPPT最大功率跟 踪功能的独立和并网光伏系统，其中并网光伏系统如图1和图2所示，包括组串式并网光伏 系统和集中式并网光伏系统。通常情况下，光伏系统的MPPT功能集成在逆变器中，但也有 设置在智能汇流箱或独立装置中的。本发明利用光伏组件出厂参数或PVsyst数据库、线路 参数、环境参数测量、光伏组件温度测量、MPPT扫描功能等实现光伏系统效率的在线检测和 评估，能够单一或综合反映光伏组件衰减和故障损耗、PID损耗、遮挡损耗、温度损耗、直流 线损、失配损耗、最大功率跟踪损耗、逆变器转换损耗等。请参照图6所示，该方法实现光伏 系统效率在线检测和评估的过程如下：
[0084] 若光伏系统采用的光伏组件在PVsyst软件数据库中，则通过PVsyst获取光伏组 件在任意工况的理论I-V曲线，采用最小二乘法计算光伏组件单二极管模型中的5个参数， 光伏组件5参数数学模型如下：
[0086] 式中，Iph为光生电流；I s为二极管反向饱和电流；Rsh为并联电阻；Rs为串联电阻； η为二极管品质因数；NMll为光伏组件串联电池数；U、I分别为光伏组件输出直流电压、电 流。
[0087] 得到多个工况下的光伏组件数学模型及其对应的5个参数，对各参数关于太阳辐 照和组件温度进行建模，按照以下公式采用最小二乘法进行参数识别：
[0093] 式中，ref表示在标准条件（即大气质量1. 5、太阳辐照1000W/m2、温度25°C )下 的数值，例如Iphpf为光生电流I 0在标准条件下的数值；S为有效太阳辐照；k茂ks为待拟 合参数，T为组件温度。
[0094] 进一步的，根据每一路MPPT输入方阵的光伏组件串并联形式，得出每一路MPPT输 入的光伏方阵模型。如图3所示，根据所得光伏组件数学模型参数，建立光伏方阵数学模型 M01如下：
[0096] 式中，Ia"ay、Ua" a>v别为光伏方阵输出直流电流、直流电压；NS、NP分别为光伏方阵 串、并联组件数。
[0097] 若仅能获得厂家提供的光伏组件出厂参数，包括开路电压、短路电流、最大功率点 电压、最大功率点电流、电压温度系数、电流温度系数，则采用解析法，求解每一路MPPT输 入的光伏方阵模型。对光伏组件5参数数学模型，利用短路点、开路点、最大功率点、温度系 数等关系建立6个方阵，通过这6个方程求解光伏组件数学模型中5个参数和附加参数A， 其中考虑η随组件温度和光强变化很小，假设η不变。
[0104] 其中，Is。为短路电流；U。。为开路电压；Un、I"^ v别为最大功率点电压、电流；a s。为 电流温度系数；β。。为电压温度系数；γ p为最大功率温度系数；γ 为根据模型解算的最 大功率