[发明专利]一种光伏阵列故障参数辨识方法

权利要求书

1.一种光伏阵列故障参数辨识方法，其特征在于：所述辨识方法能辨识的故障参数包括三类，第一类故障参数为与阴影遮挡相关的故障参数，具体包括等效阴影块个数n_b、各阴影块等效透光率各阴影块横向电池片遮挡数量以及纵向电池片遮挡数量第二类故障参数为旁路二极管短路个数n_sc；第三类故障参数为阵列等效串联电阻异常增大的阻值R_c；

假设阵列中组件安装形式都为竖装，每个组件包含N_d个子串，即N_d个旁路二极管，每个子串串联电池片个数为N_s，组件短边宽度为N_x个电池片长度，长边宽度为N_y个电池片宽度，因此满足N_x×N_y＝N_s×N_d，阵列串联组件个数为N_m；

所述辨识方法需具备的前提条件是：建立在具有阵列I-V曲线扫描功能的光伏监控系统，且具有能够同时仿真出阴影遮挡、旁路二极管短路以及等效串联电阻异常增大这三种故障的阵列仿真模型的基础之上；

所述辨识方法具体包括以下步骤：

步骤一：扫描阵列，获取阵列实测I-V曲线；

步骤二：对I-V曲线预处理，所述预处理为插值处理和滤波处理；

步骤三：根据实测开路电压与正常情况下阵列模型输出开路电压确定旁路二极管短路个数n_sc的范围；

步骤四：因等效阴影块的个数等于台阶个数，故通过获取I-V曲线台阶个数，从而确定等效阴影块的个数n_b；

步骤五：根据I-V曲线台阶点的坐标确定等效阴影块相关参数r、x、y的范围；

步骤六：确定待辨识的故障参数n_b,x,y,r,n_sc,R_c，从而建立待辨识参数向量

步骤七：确定带约束的最优化目标函数实测曲线与阵列模型输出曲线电压的均方根误差；

步骤八：采用差分进化算法优化目标函数从而求得所述步骤六中的最优待辨识参数向量所述向量中的元素便为所辨识出的故障参数；

步骤九：输出辨识结果，即当前阵列的故障参数。

2.根据权利要求1所述的一种光伏阵列故障参数辨识方法，其特征在于：所述步骤三中旁路二极管短路的个数n_sc范围的确定方法如下：

获取实测I-V曲线开路点电压V_oc，根据阵列模型计算正常情况下的开路电压V_{oc_h}，若阵列模型精度没有误差，则n_sc为其中，n为子串数，n＝N_m×N_d，但由于阵列模型必然会有误差，因此需扩大n_sc的范围，如式(1)所示，所述范围用于给后续优化算法提供参数搜索的区间；

3.根据权利要求1所述的一种光伏阵列故障参数辨识方法，其特征在于：其中确定与阴影遮挡相关的故障参数的依据是：阵列IV曲线在阴影遮挡的情况下会出现若干个台阶，不同台阶对应不同透光率的阴影块遮挡在不同的子串上，阴影块的等效透光率越低，对应台阶电流值越低；此外，台阶点的电压值取决于同一等效透光率下的阴影块遮挡子串的个数，遮挡子串个数越多，台阶宽度越大；台阶所对应的斜率能够体现出子串中电池片遮挡的个数，台阶越平缓，则被遮挡电池片个数越多；根据上述特征，将阴影遮挡对阵列I-V特性曲线的影响分解为多个不同透光率的等效阴影块遮挡给阵列输出带来的影响，并且规定同一个子串上最多只能出现一种阴影块遮挡；所述等效阴影块包括三个属性，分别是横向长度x、纵向长度y以及等效透光率r，x为横向遮挡电池片个数、y为纵向遮挡电池片个数，且台阶个数决定了等效阴影块的个数n_b。