[发明专利]一种光伏阵列实时状态监测与故障定位系统

说明书

本发明涉及一种光伏阵列实时状态监测与故障定位系统。包括电压电流传感电路、数据采集卡以及MATLAB上位机数据管理中心；所述电压电流传感电路用以进行光伏阵列的电压和各个组串电流的检测；所述MATLAB上位机数据管理中心用于进行数据采集卡的各项设置以及数据处理；根据所述数据采集卡采集传输至MATLAB上位机数据管理中心的数据，MATLAB上位机数据管理中心通过采用阈值法－Hampel辨识法相结合的光伏阵列离群值检测算法，比较不同光伏组串瞬时电流进行异常检测实现故障定位。本发明系统能够自动定时采集光伏电气数据并快速、准确地判断是否发生故障及实现故障组串定位，从而及时发现光伏阵列中的潜在性故障，保证了光伏发电系统安全、稳定地运行。

技术领域

本发明涉及光伏发电阵列状态监测和故障检测领域，特别是一种光伏阵列实时状态监测与故障定位系统。

背景技术

为了解决日益严峻的能源危机和环境问题，并网光伏发电技术得到迅速发展。由于光伏系统没有移动部件，通常需要较低维护，但它们长时间暴露在复杂的户外环境下，经常受到各种恶劣环境因素的影响，仍然遭受着各种各样的故障。这些故障危害极大，不仅会造成功率损失，影响发电效率，还会缩短组件的使用寿命，严重时局部的过热甚至会引发火灾，给社会生产带来不可估量的损失。而传统光伏系统的日常维护主要依靠人工定期地检查，清理较为麻烦，人工成本昂贵，阻碍了光伏产业的进一步发展。因此寻找一种新的方法，对光伏阵列进行实时监测并快速、准确地定位故障光伏组件是十分必要的。

近年来，多种光伏阵列状态监测和故障定位相继被提出。

在状态监测方面：常规状态监测系统使用数据记录器或微控制器来测量和获取信号，并通过串行端口RS-232将其发送到PC端，但当需要进行高采样率的数据采集时，串行端口的数据传输是有限的，并且常规状态监测系统难以实现对程序的修改。基于NI数据采集卡和LabVIEW软件的状态监测系统有效克服了常规数据监测系统的不足，能够监控光伏系统电流、电压、功率等参数及参数变化情况，实现电气数据的采集、处理、存储、显示等，可实现大多数的测量任务，但也存在一些不足，如LabVIEW软件不擅长大数据处理任务，不能完全提供用户所需要的驱动程序以及调用系统程序实现底层操作等。相比LabVIEW软件，MATLAB以其大量稳定可靠的算法库、强大的科学计算功能、编程效率高等特点已成为数学计算工具方面事实上的标准。本发明将电气数据监测、故障定位等功能集成到统一的MATLAB平台，实现一体化管理。