一種光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及新能源領(lǐng)域，特別是指一種光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能光伏發(fā)電是利用太陽能電池的光伏效應(yīng)將太陽福射能直接轉(zhuǎn)換為電能的 一種發(fā)電形式。目前，化石能源短缺、環(huán)境污染嚴(yán)重和全球氣候變化等問題日益突出，世界 能源發(fā)展呈現(xiàn)出清潔化、低碳化、高效化的新趨勢。我國太陽能資源與美國相近，比歐洲、 日本優(yōu)越得多，具有的開發(fā)潛力極其廣闊，近年來更是進(jìn)入高速發(fā)展時期，成為了新的增長 點(diǎn)。太陽能的開發(fā)利用符合我國能源發(fā)展戰(zhàn)略、實(shí)現(xiàn)電力可持續(xù)發(fā)展、電力結(jié)構(gòu)調(diào)整和環(huán)境 保護(hù)的需要。我國未來將有大量分布式清潔能源發(fā)電及其他形式發(fā)電接入電網(wǎng)，要求電網(wǎng) 具有清潔能源接納能力。
[0003] 目前，市場上大多數(shù)的光伏組件優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)都是基于組件連接系統(tǒng)的方式，采 集電流、電壓、溫度等參數(shù)通過調(diào)節(jié)組件輸出參量達(dá)到最大功率點(diǎn)追蹤（MPPT)值，達(dá)到光 伏優(yōu)化器能夠優(yōu)化每塊光伏組件的輸出功率，為每一個光伏組件獨(dú)立執(zhí)行最大功率點(diǎn)追蹤 (MPPT)。而運(yùn)些光伏組件優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)在系統(tǒng)組網(wǎng)、組件功率監(jiān)測方面存在技術(shù)缺失和空 白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法和系統(tǒng)，能夠 實(shí)現(xiàn)對光伏組件工作狀態(tài)的監(jiān)測。 陽〇化]基于上述目的本發(fā)明提供的光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法，包括
[0006] 獲取光伏組件參數(shù)，計算能夠表示老化程度的填充因子；
[0007] 判斷填充因子是否超過預(yù)設(shè)的闊值；
[0008] 根據(jù)判斷結(jié)果，若超過則該光伏組件老化程度嚴(yán)重，若沒有超過則該光伏組件短 路或輕微老化。
[0009] 在一些實(shí)施例中，所述獲取光伏組件的參數(shù)包括光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短 路電流1st和在最大功率點(diǎn)處的電流Im，W及該光伏組件開路電壓Uw和在最大功率點(diǎn)處的 電壓Um;通過所述的光伏組件參數(shù)來表示能夠表示老化程度的填充因子：
[0011] 在一些實(shí)施例中，所述判斷填充因子沒有超過預(yù)設(shè)的闊值時，還包括：
[0012] 根據(jù)預(yù)設(shè)的光伏組件正常時的最大功率點(diǎn)到開路電壓點(diǎn)連線斜率的絕對值，計算 光伏組件中電池短路時的最大功率點(diǎn)到開路電壓點(diǎn)連線斜率的絕對值；
[0013] 判斷光伏組件中電池短路時的斜率絕對值是否大于光伏組件正常時的斜率絕對 值的預(yù)設(shè)上限；
[0014] 根據(jù)判斷結(jié)果，若是則該光伏組件嚴(yán)重短路；若不是則判斷光伏組件中電池短路 時的斜率絕對值是否大于光伏組件正常時的斜率絕對值的預(yù)設(shè)下限，若是則該光伏組件輕 微老化，若不是則該光伏組件正?；蛘咻p微短路。
[0015] 在一些實(shí)施例中，所述光伏組件正常時的最大功率點(diǎn)到開路電壓點(diǎn)連線斜率的絕 對值K，通過如下公式獲得：
[0017] 在一些實(shí)施例中，所述電池短路時的斜率絕對值K'，通過如下公式獲得：
[0019] 其中，n為電池短路的塊數(shù)，m為光伏組件中的電池數(shù)量。
[0020] 另外，本發(fā)明還提供了一種光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)，包括
[0021] 填充因子獲取單元，用于獲取光伏組件參數(shù)，計算能夠表示老化程度的填充因 子；
[0022] 填充因子判斷單元，用于判斷填充因子是否超過預(yù)設(shè)的闊值；
[0023] 監(jiān)控判斷單元，用于根據(jù)判斷結(jié)果，若超過則該光伏組件老化程度嚴(yán)重，若沒有超 過則該光伏組件短路或輕微老化。
[0024] 在一些實(shí)施例中，所述填充因子獲取單元獲取光伏組件的參數(shù)包括光伏組件在標(biāo) 準(zhǔn)測試條件下的短路電流1st和在最大功率點(diǎn)處的電流Im，W及該光伏組件開路電壓Uec和 在最大功率點(diǎn)處的電壓Um;通過所述的光伏組件參數(shù)來表示能夠表示老化程度的填充因 子：
[00%] 在一些實(shí)施例中，所述監(jiān)控判斷單元判斷填充因子沒有超過預(yù)設(shè)的闊值時，還包 括：
[0027] 根據(jù)預(yù)設(shè)的光伏組件正常時的最大功率點(diǎn)到開路電壓點(diǎn)連線斜率的絕對值，計算 光伏組件中電池短路時的最大功率點(diǎn)到開路電壓點(diǎn)連線斜率的絕對值；
[0028] 判斷光伏組件中電池短路時的斜率絕對值是否大于光伏組件正常時的斜率絕對 值的預(yù)設(shè)上限；
[0029] 根據(jù)判斷結(jié)果，若是則該光伏組件嚴(yán)重短路；若不是則判斷光伏組件中電池短路 時的斜率絕對值是否大于光伏組件正常時的斜率絕對值的預(yù)設(shè)下限，若是則該光伏組件輕 微老化，若不是則該光伏組件正?；蛘咻p微短路。
[0030] 在一些實(shí)施例中，所述光伏組件正常時的最大功率點(diǎn)到開路電壓點(diǎn)連線斜率的絕 對值K，通過如下公式獲得：
[0032] 在一些實(shí)施例中，所述電池短路時的斜率絕對值K'，通過如下公式獲得：
[0034] 其中，n為電池短路的塊數(shù)，m為光伏組件中的電池數(shù)量。
[0035] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提供的光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法和系統(tǒng)，通過獲 取光伏組件參數(shù)，計算能夠表示老化程度的填充因子；然后判斷填充因子是否超過預(yù)設(shè)的 闊值，若超過則該光伏組件老化程度嚴(yán)重，若沒有超過則該光伏組件短路或輕微老化。因 此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對光伏組件工作狀態(tài)的監(jiān)測，并且能夠?qū)夥M件的工作狀態(tài)進(jìn)行診 斷。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法的流程示意圖；
[0037] 圖2為本發(fā)明可參考實(shí)施例中光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法的流程示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明可參考實(shí)施例中單二級管等效電路模型的示意圖；
[0039] 圖4為本發(fā)明可參考實(shí)施例中光伏組件短路輸出特性的示意圖； W40]圖5為本發(fā)明可參考實(shí)施例中光伏組件串聯(lián)電阻值Rs增加時輸出特性曲線的示 意圖；
[00川圖6為本發(fā)明可參考實(shí)施例中光伏組件并聯(lián)電阻值IU咸小時輸出特性曲線的示 意圖；
[00創(chuàng)圖7為本發(fā)明可參考實(shí)施例中不同光照強(qiáng)度和溫度時的FF值變化的示意圖；
[0043] 圖8為本發(fā)明可參考實(shí)施例中光伏組件正常時的斜率絕對值意義的示意圖；
[0044] 圖9為本發(fā)明可參考實(shí)施例中不同故障類型下的K值的示意圖；
[0045] 圖10為本發(fā)明可參考實(shí)施例中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0046] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例中光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0048] 作為本發(fā)明的一個實(shí)施例，參閱圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中光伏發(fā)電組件優(yōu)化 監(jiān)控方法的流程示意圖。所述的光伏發(fā)電組件優(yōu)化監(jiān)控方法包括：
[0049] 步驟101，獲取光伏組件參數(shù)，計算能夠表示老化程度的填充因子。
[0050] 在實(shí)施例中，獲取光伏組件的參數(shù)包括光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短路電流Isc 和在最大功率點(diǎn)處的電流Im,W及該光伏組件開路電壓IV和在最大功率點(diǎn)處的電壓Um。優(yōu) 選地，通過上面所述的光伏組件參數(shù)來表示能夠表示老化程度的填充因子，即：
[00川填充因子 /、 (7)。
[0052] 較佳地，光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的短路電流Ise可W通過如下方法獲得：步 驟一：建立光伏組件等效模型。其中，光伏組件等效模型參數(shù)包括光伏電池的光生電流 Iph(光生電流大小由太陽福照度G決定）、二極管反向飽和電流IsdW及等效串聯(lián)電阻Rs、 等效并聯(lián)電阻Rsh。需要說明的是，光伏電池的光生電流Iph、二極管反向飽和電流IsD、等 效并聯(lián)電阻Rsh并聯(lián)之后與等效串聯(lián)電阻Rs串聯(lián)。
[0053