[发明专利]一种光伏组件在线故障分级诊断系统及方法

权利要求书

1.一种利用光伏组件在线故障分级诊断系统进行诊断的方法，所述分级诊断系统包括前段传感器数据采集和预处理模块、前级单片机内置诊断模块、无线发射和接收模块、后级DSP故障诊断模块以及后台计算机结果显示模块；所述前段传感器数据采集和预处理模块主要是利用传感器和数据处理电路采集光伏电池组件产生的电流、电压、温度和光照强度外部特性数据；所述无线发射和接收模块主要是把光伏组件数据实时快速地发送给所述后级DSP故障诊断模块中DSP核心处理芯片，同时将诊断结果发送到所述后台计算机结果显示模块中后台上位计算机实时显示诊断结果；所述后台计算机结果显示模块主要是通过无线通讯设备接收来自所述前级单片机内置诊断模块中前级单片机与所述后级DSP故障诊断模块中后级DSP的诊断结果，并做到实时显示故障信息的作用；其特征在于，所述诊断方法包括以下步骤：

步骤S1：第一级检测通过前段传感器数据采集和预处理电路采集光伏组件的电流、电压、温度和光照强度，通过将光伏组件短路和开路故障信息提取在各光伏组件上的单片机中进行初步判断，检查光伏组件是否出现短路和开路这些初级且易诊断的故障情况；若出现开路故障，导通旁路二极管泄掉电路中不平衡电流，保护电路；若检测正常，进入第二级检测；

步骤S2：第二级检测通过连接在单片机上的无线模块把处理后的电流、电压数值以无线通讯模式把数据发送给DSP核心处理芯片，所述DSP核心处理芯片对接收到的数据进行归一化处理，并把离线模式下载MATLAB中建立好的BP神经网络故障诊断模型在DSP内部进行编程，实现对光伏组件老化和热斑故障的在线诊断，并把诊断结果通过XBEE以无线形式发送到后台上位计算机显示。

2.根据权利要求1所述的诊断的方法，其特征在于：所述DSP核心处理芯片的型号为TM320F28335。

3.根据权利要求1所述的诊断的方法，其特征在于，所述步骤S1中：

当光伏组件支路短路电流为0时，通过光强传感器估算出实际的短路电流I_SC，具体计算公式如下：

式中，S_C为任意光照下的光照强度，I_SC为此光强下对应的短路电流，I_SC-STC为标况下的短路电流；

若I_sc不为0则可初步判断光伏组件出现开路故障；

当光伏组件支路短路电流不为0时，通过判断电压传感器数值判断是否出现短路故障，支路总开路电压为U_O，其中某一组件上的开路电压为U_O1，假设一条支路上有N个单光伏组件串联而成，则当U_O≤(N-1)U_O1时可判断出现短路故障。