光伏发电系统工作状态的检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏发电系统工作状态的检测方法 及装置。
【背景技术】
[0002] 目前，随着全球气候问题日益严重、能源供需矛盾不断加剧，世界各国从可持续发 展和保障能源供给安全的角度，调整能源政策，将新能源发展纳入国家发展战略。太阳能因 资源丰富、永不枯竭、清洁安全成为可再生能源发电方式。当前，大规模和分布式并网光伏 电站已被广泛应用。
[0003] 然而，在并网光伏电站运行后，电缆（输电线路）、升压变压器等影响电站运行的 站内输变电系统基本平稳后，光伏发电系统的可靠性和发电性能问题逐渐显露。国际能 源署（IEA)在1993年启动了并网光伏电站性能和可靠性分析的研究项目（Photovoltaic Power System Program Task-2),旨在根据全球范围内光伏电站运行信息数据库，研究光 伏电站性能和发电设备可靠性发展趋势及其影响因素、成本收益周期，并形成了 IEC 61724 国际标准。然而IEC61724国际标准侧重于电站性能的指标及其数据源定义，但并未考虑到 光伏发电系统的可靠性，因此，当前缺少对光伏发电系统工作健康状态的检测的方式，致使 对光伏发电系统中的发电设备的维护检修会耗费大量人力和时间，对发电设备的故障难以 预先判断，因此难以避免发电设备发生停机故障。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种光伏发电系统工作状态的检测方法及装置，以解决现有技 术中缺少对光伏发电系统工作健康状态的检测的方式，对光伏发电系统中的发电设备的维 护检修会耗费大量人力和时间，对发电设备的故障难以预先判断，因此难以避免发电设备 发生停机故障的问题。
[0005] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种光伏发电系统工作状态的检测方法，包括：
[0007] 获取光伏发电系统实际输出的有功功率值和光伏发电系统理论功率值；
[0008] 根据光伏发电系统实际输出的有功功率值和光伏发电系统理论功率值所述确定 一光伏发电系统的发电性能指标；
[0009] 获取光伏发电系统在一预设时间内的发电量、光伏发电系统光伏组件标称功率 和、标准测试条件的辐照强度以及光伏发电系统光伏组件在所述预设时间内接收的倾斜面 平均有效辐射量；
[0010] 根据所述预设时间内的发电量、光伏组件标称功率和、标准测试条件的辐照强度 以及倾斜面平均有效辐射量，确定光伏发电系统的发电效率值；
[0011] 获取光伏发电系统在所述预设时间内的非光伏发电设备故障停机时间、光伏发电 设备故障停机时间以及光伏发电设备故障修复时间；
[0012] 根据所述预设时间、非光伏发电设备故障停机时间、光伏发电设备故障停机时间 以及光伏发电设备故障修复时间确定一光伏发电设备实际可利用率；
[0013] 根据所述光伏发电设备实际可利用率、光伏发电系统的发电性能指标和所述光伏 发电系统的发电效率值确定光伏发电系统的工作状态；
[0014] 根据所述光伏发电系统的工作状态确定所述光伏发电系统是否满足一检修维护 条件。
[0015] 具体的，所述根据所述光伏发电设备实际可利用率、光伏发电系统的发电性能指 标和所述光伏发电系统的发电效率值确定光伏发电系统的工作状态，包括：
[0016] 将所述光伏发电系统的发电性能指标与一预先设置的发电性能阈值数据进行比 较，确定所述光伏发电系统的发电性能指标是否小于一预先设置的第一阈值；
[0017] 将所述光伏发电系统的发电效率值与一预先设置的发电效率阈值数据进行比较， 确定所述光伏发电系统的发电效率值是否小于一预先设置的第二阈值；
[0018] 将光伏发电系统中的所述光伏发电设备实际可利用率与一预先设置的可利用率 阈值数据进行比较，确定所述光伏发电设备实际可利用率是否小于一预先设置的第三阈 值；
[0019] 若所述光伏发电系统的发电性能指标小于所述第一阈值，所述光伏发电系统的发 电效率值小于所述第二阈值，或者所述光伏发电设备实际可利用率小于所述第三阈值，确 定所述光伏发电系统的工作状态为满足检修维护条件状态。
[0020] 具体的，所述根据所述预设时间、非光伏发电设备故障停机时间、光伏发电设备故 障停机时间以及光伏发电设备故障修复时间确定一光伏发电设备实际可利用率，包括：
[0021] 通过如下公式确定所述光伏发电设备实际可利用率：
[0023] 其中，PVaS所述光伏发电设备实际可利用率；T为所述预设时间；为所述光伏发 电设备故障停机时间；T N为所述非光伏发电设备故障停机时间；T"paly为所述光伏发电设 备故障修复时间。
[0024] 具体的，所述根据光伏发电系统实际输出的有功功率值和光伏发电系统理论功率 值所述确定一光伏发电系统的发电性能指标，包括：
[0025] 通过如下公式确定所述光伏发电系统的发电性能指标：
[0027] 其中，Gg为所述光伏发电系统的发电性能指标；P 为所述光伏发电系统实际输 出的有功功率值；P(；Pil为所述光伏发电系统理论功率值；N为有效数据点个数。
[0028] 此外，所述获取光伏发电系统实际输出的有功功率值和光伏发电系统理论功率 值，包括：
[0029] 获取所述光伏发电系统理论功率值
[0030] PGp=U，mXI'^XK
[0031] 其中，U' "为实测最大功率点跟踪电压；I' "为实测最大功率点跟踪电流，K为光伏 发电系统内的光伏组件的数量。
[0032] 另外，光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0033] 获取所述实测最大功率点跟踪电压U'
[0034] U，n= UnX (1-cX AT) Xln(e+bX AS)
[0035] 其中，比为标准测试条件下的最大功率点跟踪电压；c为光伏组件开路电压温度系 数；AT为当前环境与标准测试条件下光伏组件温度的差；e为自然对数；b为光伏组件峰 值功率温度系数；A S当前环境为与标准测试条件下辐照度的差。
[0036] 此外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0037] 获取所述实测最大功率点跟踪电流I'
[0039] 其中，1"为标准测试条件下的最大功率点跟踪电流；S为倾斜面上太阳总辐照度； SREF为标准测试条件下的辐照度；a为光伏组件短路电流温度系数。
[0040] 另外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0041] 获取所述当前环境为与标准测试条件下辐照度的差A S :
[0043] 进一步的，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0044] 获取所述当前环境与标准测试条件下光伏组件温度的差A T :
[0045] A T = T-Tref
[0046] 其中，T为光伏组件表面温度；TREF为标准测试条件下的温度。
[0047] 进一步的，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0048] 获取所述倾斜面上太阳总辐照度S :
[0050] 其中，HB为水平面上太阳直接辐照度；RB为倾斜面上的直接辐射分量与水平面上 直接辐射分量的比值；H d为水平面上散射辐照度邛为光伏阵列倾角；P为地面反射率；H 为水平面上总辐照度。
[0051] 此外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0052] 获取所述倾斜面上的直接辐射分量与水平面上直接辐射分量的比值Rb:
[0054] 其中，巾为当地炜度；S为太阳赤炜；《ST为倾斜面上日落时角s为水平面上 日落时角。
[0055] 另外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0056] 获取水平面上散射辐照度Hd:
[0057] Hd= H-Hb〇
[0058] 另外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0059] 获取所述水平面上太阳直接辐照度Hb:
[0060] HB= EX sin a = EX cosz
[0061] 其中，E为法向太阳直接辐照度；a为太阳高度角；z为天顶距，z = 90-a。
[0062] 此外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0063] 获取所述倾斜面上日落时角wST:
[0064] ?ST= min { ? s，cos 1 [tan (<}> - 0 ) X tan 5 ]} 0
[0065] 此外，该光伏发电系统工作状态的检测方法，还包括：
[0066] 获取所述水平面上日落时角ws:
[0067] co s= cos 1 (-tan <}) X tan 8 ) 〇
[0068] 此外，该光伏发电系统工