一种光伏发电组件优化监控方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及新能源领域，特别是指一种光伏发电组件优化监控方法和系统。
【背景技术】
[0002] 太阳能光伏发电是利用太阳能电池的光伏效应将太阳福射能直接转换为电能的 一种发电形式。目前，化石能源短缺、环境污染严重和全球气候变化等问题日益突出，世界 能源发展呈现出清洁化、低碳化、高效化的新趋势。我国太阳能资源与美国相近，比欧洲、 日本优越得多，具有的开发潜力极其广阔，近年来更是进入高速发展时期，成为了新的增长 点。太阳能的开发利用符合我国能源发展战略、实现电力可持续发展、电力结构调整和环境 保护的需要。我国未来将有大量分布式清洁能源发电及其他形式发电接入电网，要求电网 具有清洁能源接纳能力。
[0003] 目前，市场上大多数的光伏组件优化监控系统都是基于组件连接系统的方式，采 集电流、电压、溫度等参数通过调节组件输出参量达到最大功率点追踪（MPPT)值，达到光 伏优化器能够优化每块光伏组件的输出功率，为每一个光伏组件独立执行最大功率点追踪 (MPPT)。而运些光伏组件优化监控系统在系统组网、组件功率监测方面存在技术缺失和空 白。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提出一种光伏发电组件优化监控方法和系统，能够 实现对光伏组件工作状态的监测。 阳〇化]基于上述目的本发明提供的光伏发电组件优化监控方法，包括
[0006] 获取光伏组件参数，计算能够表示老化程度的填充因子；
[0007] 判断填充因子是否超过预设的阔值；
[0008] 根据判断结果，若超过则该光伏组件老化程度严重，若没有超过则该光伏组件短 路或轻微老化。
[0009] 在一些实施例中，所述获取光伏组件的参数包括光伏组件在标准测试条件下的短 路电流1st和在最大功率点处的电流Im，W及该光伏组件开路电压Uw和在最大功率点处的 电压Um;通过所述的光伏组件参数来表示能够表示老化程度的填充因子：
[0011] 在一些实施例中，所述判断填充因子没有超过预设的阔值时，还包括：
[0012] 根据预设的光伏组件正常时的最大功率点到开路电压点连线斜率的绝对值，计算 光伏组件中电池短路时的最大功率点到开路电压点连线斜率的绝对值；
[0013] 判断光伏组件中电池短路时的斜率绝对值是否大于光伏组件正常时的斜率绝对 值的预设上限；
[0014] 根据判断结果，若是则该光伏组件严重短路；若不是则判断光伏组件中电池短路 时的斜率绝对值是否大于光伏组件正常时的斜率绝对值的预设下限，若是则该光伏组件轻 微老化，若不是则该光伏组件正常或者轻微短路。
[0015] 在一些实施例中，所述光伏组件正常时的最大功率点到开路电压点连线斜率的绝 对值K，通过如下公式获得：
[0017] 在一些实施例中，所述电池短路时的斜率绝对值K'，通过如下公式获得：
[0019] 其中，n为电池短路的块数，m为光伏组件中的电池数量。
[0020] 另外，本发明还提供了一种光伏发电组件优化监控系统，包括
[0021] 填充因子获取单元，用于获取光伏组件参数，计算能够表示老化程度的填充因 子；
[0022] 填充因子判断单元，用于判断填充因子是否超过预设的阔值；
[0023] 监控判断单元，用于根据判断结果，若超过则该光伏组件老化程度严重，若没有超 过则该光伏组件短路或轻微老化。
[0024] 在一些实施例中，所述填充因子获取单元获取光伏组件的参数包括光伏组件在标 准测试条件下的短路电流1st和在最大功率点处的电流Im，W及该光伏组件开路电压Uec和 在最大功率点处的电压Um;通过所述的光伏组件参数来表示能够表示老化程度的填充因 子：
[00%] 在一些实施例中，所述监控判断单元判断填充因子没有超过预设的阔值时，还包 括：
[0027] 根据预设的光伏组件正常时的最大功率点到开路电压点连线斜率的绝对值，计算 光伏组件中电池短路时的最大功率点到开路电压点连线斜率的绝对值；
[0028] 判断光伏组件中电池短路时的斜率绝对值是否大于光伏组件正常时的斜率绝对 值的预设上限；
[0029] 根据判断结果，若是则该光伏组件严重短路；若不是则判断光伏组件中电池短路 时的斜率绝对值是否大于光伏组件正常时的斜率绝对值的预设下限，若是则该光伏组件轻 微老化，若不是则该光伏组件正常或者轻微短路。
[0030] 在一些实施例中，所述光伏组件正常时的最大功率点到开路电压点连线斜率的绝 对值K，通过如下公式获得：
[0032] 在一些实施例中，所述电池短路时的斜率绝对值K'，通过如下公式获得：
[0034] 其中，n为电池短路的块数，m为光伏组件中的电池数量。
[0035] 从上面所述可W看出，本发明提供的光伏发电组件优化监控方法和系统，通过获 取光伏组件参数，计算能够表示老化程度的填充因子；然后判断填充因子是否超过预设的 阔值，若超过则该光伏组件老化程度严重，若没有超过则该光伏组件短路或轻微老化。因 此，本发明能够实现对光伏组件工作状态的监测，并且能够对光伏组件的工作状态进行诊 断。
【附图说明】
[0036] 图1为本发明实施例中光伏发电组件优化监控方法的流程示意图；
[0037] 图2为本发明可参考实施例中光伏发电组件优化监控方法的流程示意图；
[0038]图3为本发明可参考实施例中单二级管等效电路模型的示意图；
[0039] 图4为本发明可参考实施例中光伏组件短路输出特性的示意图； W40]图5为本发明可参考实施例中光伏组件串联电阻值Rs增加时输出特性曲线的示 意图；
[00川图6为本发明可参考实施例中光伏组件并联电阻值IU咸小时输出特性曲线的示 意图；
[00创图7为本发明可参考实施例中不同光照强度和溫度时的FF值变化的示意图；
[0043] 图8为本发明可参考实施例中光伏组件正常时的斜率绝对值意义的示意图；
[0044] 图9为本发明可参考实施例中不同故障类型下的K值的示意图；
[0045] 图10为本发明可参考实施例中BP神经网络结构的示意图；
[0046] 图11为本发明实施例中光伏发电组件优化监控系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0047] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，W下结合具体实施例，并参照 附图，对本发明进一步详细说明。
[0048] 作为本发明的一个实施例，参阅图1所示，为本发明实施例中光伏发电组件优化 监控方法的流程示意图。所述的光伏发电组件优化监控方法包括：
[0049] 步骤101，获取光伏组件参数，计算能够表示老化程度的填充因子。
[0050] 在实施例中，获取光伏组件的参数包括光伏组件在标准测试条件下的短路电流Isc 和在最大功率点处的电流Im,W及该光伏组件开路电压IV和在最大功率点处的电压Um。优 选地，通过上面所述的光伏组件参数来表示能够表示老化程度的填充因子，即：
[00川填充因子 /、 (7)。
[0052] 较佳地，光伏组件在标准测试条件下的短路电流Ise可W通过如下方法获得：步 骤一：建立光伏组件等效模型。其中，光伏组件等效模型参数包括光伏电池的光生电流 Iph(光生电流大小由太阳福照度G决定）、二极管反向饱和电流IsdW及等效串联电阻Rs、 等效并联电阻Rsh。需要说明的是，光伏电池的光生电流Iph、二极管反向饱和电流IsD、等 效并联电阻Rsh并联之后与等效串联电阻Rs串联。
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