[发明专利]分布式光伏电站的杂草遮挡诊断及故障排除判定方法

说明书

本发明涉及一种分布式光伏电站的杂草遮挡诊断及故障排除判定方法，判断当前日期是否需要进行杂草遮挡诊断；计算日离散率；将日离散率与阈值离散率进行比较；计算本周平均离散率、并与上周的平均离散率比较；计算前15天电站电量与标杆电量的比值；将15天的比值按照相邻3天进行分组，并求出5组比值的平均值；比较相邻两组平均值的大小；推送杂草遮挡故障告警或者疑似杂草遮挡故障提示；自推送杂草遮挡故障告警的第二天起持续进行杂草遮挡故障排除的判定。本发明实现对杂草遮挡故障的远程精确定位，并在现场除草、故障排除后自动恢复；无需人工点检巡检，降低了分布式光伏电站的运维成本；实施操作简便，经济投入成本较低。

技术领域

本发明涉及分布式光伏电站运维技术领域，具体涉及一种分布式光伏电站的杂草遮挡诊断及故障排除判定方法。

背景技术

目前全国各地纷纷在贫困地区建设分布式光伏电站，光伏电站所用的光伏组件由数十块光伏电池单元串联而成，电池单元由一种可通过光生伏打效应将光的辐射能转化为电能的半导体材料制作而成。当有遮光物体附着于组件表面时，一方面，被遮挡的电池单元因缺少光照而无法发电；同时，由于该不发电的电池单元仍串联在光伏组件的发电回路中，流过该电池单元的电流所承载的部分电能将被其等效内阻消耗并转化为热能，从而大幅降低组件整体的发电水平，并局部发热形成热斑，减少组件使用寿命。

由于村级分布式光伏电站单电站容量较小，预算成本相对较低，且多建于土地之上，常出现杂草疯长的现象，比如在山东济南，可攀爬到组件表面并造成严重影响的主要是桑科葎草属的葎草(剌剌秧)等藤蔓植物，杂草遮挡故障主要出现在5月到9月。疯长的杂草或藤蔓植物构成了光伏电站最主要的附着性遮挡故障，对电站的发电量和设备寿命与安全生产构成了极大的威胁。同时，由于分布式电站数量众多、位置偏僻且分布分散，传统人工巡检的运维方式难以及时定位故障，巡检成本高企。

现在仍处于分布式光伏村级电站的大规模建设阶段，对于这一类电站单体规模小、电站数量多的分布式光伏项目运维还相对不成熟。对组件的杂草遮挡故障，以现场人工巡检为主，部分线上数据监测比较好的项目会对发电量明显偏低的电站进行人工点检，因而无法做到及时准确的故障诊断与定位。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明基于光伏电站所在地区杂草遮挡故障的成因与故障机理，通过分析光伏电站发电水平的时序特征与组串电流的离散率变化，提出了杂草遮挡诊断及故障排除判定方法。本发明的原理是：在分布式光伏电站中，根据容量通常有多路光伏组串，每条组串由数十块光伏组件串联而成，电站出现杂草遮挡故障时，被遮挡组串的电流和发电量会大幅下降，由于杂草在场内的分布和长势具有随机性，各组串的遮挡情况和严重程度均不相同，故可根据各组串间电流的一致性与电站发电水平的变化进行该故障的诊断定位与故障排除判定。本发明所采用的技术方案如下：

分布式光伏电站的杂草遮挡诊断及故障排除判定方法，包括以下步骤

步骤1、当日逆变器关机后，判断当前日期是否需要进行杂草遮挡诊断，如果是转下一步，如果否判定为无杂草遮挡、转步骤10；在这里，判断当前日期是否需要进行杂草遮挡诊断时，可根据光伏电站所在地区的自然环境情况，仅在杂草疯长的季节进行判断，比如在山东省，就可以仅在5-9月这5个月期间进行杂草遮挡故障的诊断；

步骤2、计算该光伏电站组串电流的日离散率δ；

步骤3、将日离散率δ与阈值离散率进行比较，如果δ高于阈值离散率，则转下一步、触发杂草遮挡诊断流程，否则转步骤10；

步骤4、计算该光伏电站组串电流的本周平均离散率、并与上周的平均离散率比较，若本周平均离散率升高，则转下一步，否则判定为无杂草遮挡、转步骤10；

步骤5、计算前15天电站电量与标杆电量的比值P，用该比值衡量电站发电水平。其中标杆电量为该光伏电站在所处日照环境下的应发电量，可用辐射度推算法或邻近电站分析法得出；