[发明专利]一种光伏组件故障诊断方法及装置

权利要求书

1.一种光伏组件故障诊断方法，本光伏组件由n个结构相同的光伏子串串联构成，n≥2，每个光伏子串又由一个或多个光伏电池串联构成，每个光伏子串的两端反并联一个旁路二极管，其特征在于，所述方法包括：

获取光伏组件的I-V曲线；

判断所述I-V曲线上电压区间(U_t，U_s)内的各点与一直线的相对位置，所述直线是由所述I-V曲线上的P₁、P₂点确定的直线，所述光伏组件的I-V曲线整体呈现凸函数特征时电压区间(Ut，Us)内的光伏组件I-V曲线在P₁和P₂两点构成的直线上方；若各点均在所述直线上方，判定本光伏组件无电流失配故障，否则，判定本光伏组件存在电流失配故障；

其中，P₁点坐标为(U_s,I_s)，V_OC为本光伏组件的开路电压；P₂点坐标为(U_t,I_t)；P₂点是以P₁为起点，沿电压减小的方向找到的所述I-V曲线上首个满足I_SC-I_t≤ε的点，ε为一阈值，I_SC为本光伏组件的短路电流。

2.根据权利要求1所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，将所述I-V曲线上电压区间(U_t，U_s)内的任一点Pi的坐标定义为(U_i，I_i)，判断Pi点与所述直线的相对位置，具体包括：

计算所述直线的表达式为：

b＝-kU_t+I_t

I＝kU+b

I、U分别为光伏组件的输出电流和电压；

若kU_i+b≤I_i，判定Pi点在所述直线上方；若kU_i+b＞I_i，判定Pi点在所述直线下方。

3.根据权利要求1或2所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，所述判定本光伏组件存在电流失配故障后，还包括：

判断所述I-V曲线上出现的台阶的类型；若台阶是斜率小于阴影诊断阈值的直线段，判定本光伏组件被阴影遮挡；若台阶是斜率不小于所述阴影诊断阈值的直线段，判定本光伏组件出现热斑；若台阶呈现凸函数特性，判定本光伏组件表面玻璃碎裂。

4.根据权利要求3所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，所述判断所述I-V曲线上出现的台阶的类型，包括：

计算P₁和P₃点确定的直线的斜率绝对值K₁，P₃和P₄点确定的直线的斜率绝对值K₂，以及K₂与K₁的比值ΔK；其中，P₃和P₄是以P₁为起点，沿电压增大的方向在所述I-V曲线的台阶上依次选取的两点；

若K₁≤阴影诊断阈值K_{1_Th}，说明本光伏组件发生电流失配故障的原因为阴影遮挡；

若K₁＞阴影诊断阈值K_{1_Th}并且ΔK≤玻璃碎裂诊断阈值ΔK_{_Th}，说明本光伏组件发生电流失配故障的原因为热斑；

若K₁＞阴影诊断阈值K_{1_Th}并且ΔK＞玻璃碎裂诊断阈值ΔK_{_Th}，说明本光伏组件发生电流失配故障的原因为玻璃碎裂。

5.根据权利要求1所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，所述ε＝0.1。

6.根据权利要求1所述的光伏组件故障诊断方法，其特征在于，通过具备I-V扫描功能的优化器或具备I-V扫描功能的微型逆变器来获取光伏组件的I-V曲线。