一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法
【专利摘要】本发明公开了属于太阳能光伏发电系统故障检测领域的一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法。通过在日光照射条件下用遮光板对光伏发电系统组串中的光伏电池板实施外部遮蔽，测得不同遮挡下该串联支路的总电压的测量数列，进而对测量数列进行坏值判断，被标定为“坏值”的测量所对应的被遮挡光伏电池板即为故障电池板。本发明的优势在于检测方法无需对现有光伏发电系统进行改造，不增加光伏发电系统的硬件配置，检测过程不需要对系统线路进行拆解，是一种简单有效的太阳能光伏系统故障点检测方法。
【专利说明】一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能光伏发电系统故障检测领域，特别涉及一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法。具体说是通过对光伏阵列中单个电池板实施外部遮蔽的方法来检测光伏发电系统中性能下降的模组或已损坏的电池板的方法。适用于对多组串并联的光伏发电系统及采用了连接线暗装或封闭安装的光伏系统进行故障点检测。
【背景技术】
[0002]光伏电站大多是由数以百计、千计的光伏电池板通过串并联方式组成的。光伏电站工作的稳定性和输出功率与每一个光伏电池的工作状态相关。光伏电池板或电池芯片会在工作过程中受到故障电弧等的破坏，而失去发电的能力，所以及时更换故障电池有着很重要的意义。准确地进行电池板或电池芯片故障点的判断是解决这一问题的首要任务。
[0003]目前，光伏发电系统故障诊断一般采用电路法针对光伏电池板组串的故障进行诊断。电路法检测系统是通过电压传感器及电流传感器等在汇流箱处检测光伏串列输出线的电压及电流值来判断出现故障的极板所在组串的，如果要精确到出现故障的电池板则要设计中增加大量的传感器，该方法不仅成本高而且对于没有安装智能故障诊断装置的光伏系统来说更是无法实现故障诊断。所以，目前尚缺少能够实现对光伏发电系统故障判断精确到光伏电池板的简便方法。
[0004]本发明通过对光伏发电系统组串中的单个光伏电池板或光伏电池单元实施外部遮蔽的方法来检测光伏系统中性能下降的模组或已损坏的光伏电池板的方法。
【发明内容】
[0005]本发明目的是提供一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法，在直流汇流箱3内固定串联支路接线端子4、正极汇流排6和负极汇流排7，多个防反二极管5并排接在串联支路接线端子4和正极汇流排6上，正极汇流排6上多个防反二极管5的正极连接在一起，串联支路接线端子4上多个防反二极管5的负极与分别连接各多个光伏电池板I的串联支路正端；光伏电池板I各串联支路负端在负极汇流排7上连接在一起；其特征在于，包括如下步骤:
[0006]I)测量光伏系统各串联支路总电压，找出该串联支路电压值与所有支路平均电压差值较大的的支路，该支路即为故障电池板所在支路；
[0007]2)应用遮光板对故障支路中的第一块电池板进行遮挡，因单个电池板模组均并联旁路二极管，并测出该支路总电压；
[0008]3)依次遮挡该支路其余电池板，并依次测得该支路相应的总电压；
[0009]4)利用拉依达法对遮挡后测得的支路总电压数值列进行坏值判断；
[0010]5)坏值所对应的遮挡电池板即为故障电池板。
[0011]所述遮光板采用不透光材料制成，且配有可伸缩连杆便于对离地面较高的电池板实施遮蔽。
[0012]所述步骤4)对遮挡后测得的支路总电压数值列进行坏值判断是依次找出偏差大于三倍样本标准偏差的测量值。
[0013]所述防反二极管或由直流断路器代替。
[0014]本发明的有益效果为:本发明找出的实现光伏发电系统故障点检测的方法，实现了对光伏发电系统故障判断能够精确到光伏电池板。本检测方法具有实施简单，无需对现有光伏发电系统进行改造，不增加光伏发电系统的硬件配置，检测过程不需要对系统线路进行拆解等优点，是一种简单有效的太阳能光伏系统故障点的检测方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的装置示意图。图中，
[0016]1-光伏电池板、2-遮光板、3-直流汇流箱、4-串联支路接线端子、5-防反二极管、6-正极汇流排、7-负极汇流排。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步说明:
[0018]如图1所示，一种利用遮蔽法实现光伏发电系统故障点检测的方法示例，在直流汇流箱3内固定串联支路接线端子4、正极汇流排6和负极汇流排7，多个防反二极管5或由直流断路器代替，并排接在串联支路接线端子4和正极汇流排6上，正极汇流排6上多个防反二极管5的正极连接在一起，串联支路接线端子4上多个防反二极管5的负极与分别连接各多个光伏电池板I的串联支路正端；光伏电池板I各串联支路负端在负极汇流排7上连接在一起；遮光板2依次对光伏电池板进行遮挡；所述遮光板采用不透光材料如木板、铝板或不透明塑料板制成，且配有可伸缩连杆便于对离地面较高的光伏电池板实施遮蔽。具体利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点如下:
[0019]I)在日光照射条件下，测量各串联支路接线端子4各接线端(正极汇流排6)与负极汇流排7之间的串联支路总电压Usl、Us2……Usn，找出串联支路总电压值与所有支路平均电压差值超过设定阈值Usy的判定该支路存在故障光伏电池板。
[0020]2)用遮光板2对故障支路中的第一块光伏电池板进行遮挡，测出串联支路接线端子4对应支路接线端(正极汇流排6)与负极汇流排7之间的串联支路总电压Usdl。
[0021]3)用遮光板2依次遮挡该支路其余光伏电池板，并测出串联支路接线端子4对应支路接线端与负极汇流排7之间的串联支路总电压Usd2、Usd3……Usdn。
[0022]4)利用3倍标准偏差法对遮挡后测得的支路总电压数值列Usd2、Usd3……Usdn进行坏值判断，依次找出偏差大于三倍样本标准偏差的测量值。
[0023]5)被标定为“坏值”的测量所对应的被遮挡光伏电池板即为故障光伏电池板。
【权利要求】
1.一种利用遮蔽法检测光伏发电系统故障点的方法，在直流汇流箱(3)内固定串联支路接线端子(4)、正极汇流排(6)和负极汇流排(7)，多个防反二极管(5)或直流断路器并排接在串联支路接线端子(4)和正极汇流排(6)上，正极汇流排(6)上多个防反二极管(5)的正极连接在一起，串联支路接线端子(4)上多个防反二极管(5)的负极与分别连接各多个光伏电池板(I)的串联支路正端；光伏电池板(I)各串联支路负端在负极汇流排(7)上连接在一起；其特征在于，包括如下步骤: 1)测量光伏系统各串联支路总电压，找出该串联支路电压值与所有支路平均电压差值较大的的支路，该支路即为故障电池板所在支路； 2)应用遮光板对故障支路中的第一块光伏电池板进行遮挡，因单个光伏电池板模组均并联旁路二极管，并测出该支路总电压； 3)依次遮挡该支路其余光伏电池板，并依次测得该支路相应的总电压； 4)利用拉依达法对遮挡后测得的支路总电压数值列进行坏值判断； 5)坏值所对应的遮挡电池板即为故障电池板。
2.根据权利I所述的一种利用遮蔽法实现光伏发电系统故障点检测的方法，其特征在于遮光板采用不透光材料制成，且配有可伸缩连杆便于对离地面较高的电池板实施遮蔽。
3.根据权利I所述的一种利用遮蔽法实现光伏发电系统故障点检测的方法，其特征在于，所述步骤4)对遮挡后测得的支路总电压数值列进行坏值判断是依次找出偏差大于三倍样本标准偏差的测量值。
4.根据权利I所述的一种利用遮蔽法实现光伏发电系统故障点检测的方法，其特征在于，所述防反二极管或由直流断路器代替。
【文档编号】H02S50/10GK104362976SQ201410546505
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】陈诺夫, 刘虎, 弭辙, 付蕊, 白一鸣, 何海洋, 辛雅焜, 牟潇野, 吴强, 杨博, 高征, 刘海 申请人:华北电力大学