西安热工研究院有限公司朱尤省获国家专利权
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龙图腾网获悉西安热工研究院有限公司申请的专利基于多维度、多参量数值分析的光伏组串故障诊断方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115293372B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210921824.7,技术领域涉及:G06Q10/20;该发明授权基于多维度、多参量数值分析的光伏组串故障诊断方法是由朱尤省;谢小军;赵勇;童博;张都;韩斌设计研发完成,并于2022-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多维度、多参量数值分析的光伏组串故障诊断方法在说明书摘要公布了:本发明公开基于多维度、多参量数值分析的光伏组串故障诊断方法,包括以下步骤:获取光伏组串的电压UDCDC、电流IDCDC、组件温度数据Tmodelmodel以及对应的气象数据;对数据进行数据清洗,获得有效数据;对有效数据进行计算,获得光伏组串的状态指标,同时将光伏组串的状态指标存入历史数据中;结合光伏组串状态指标数据和历史数据对状态指标进行多维度、多参量数值分析,计算光伏组串的故障特征指标;建立故障诊断模型;对光伏组串进行故障诊断。本发明利用光伏电站电量数据、气象数据、历史分析结果数据制定多故障类型的分析方法,在不增加成本的前提下,可即时、高效、准确的判断和预测光伏组串的故障,为光伏电站的提质增效提供有力的支持。
本发明授权基于多维度、多参量数值分析的光伏组串故障诊断方法在权利要求书中公布了:1.基于多维度、多参量数值分析的光伏组串故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤: S01:获取光伏组串的电压UDC、电流IDC、组件温度数据Tmodel以及对应的气象数据;所述气象数据包括与光伏组串电压UDC、电流IDC、组件温度数据Tmodel对应的辐照度Ir和环境温度数据Ttemp; S02:对步骤S01获取的数据进行数据清洗,获得有效数据; S03:对清洗后的有效数据进行计算,获得光伏组串的状态指标,同时将光伏组串的状态指标存入历史数据中;所述光伏组串的状态指标包括光伏组串发电量、逆变器或汇流箱接入的所有组串的离散率、组串电流与辐照度的跟随度以及组串标准状态下的功率; S04:结合光伏组串状态指标数据和历史数据对状态指标进行多维度、多参量数值分析,提取光伏组串的故障特征; S05:建立故障诊断模型; S06:根据步骤S04所得指标及步骤S05所得故障诊断模型,对光伏组串进行故障诊断; 步骤S04中,提取光伏组串的故障特征包括提取组串离散率异常识别及故障特征、组串电流跟随度异常识别及故障特征、组串功率异常识别及故障特征、组件故障识别及特征、组串朝向偏离识别及特征、组串发电量异常识别及故障特征,提取光伏组串的故障特征的步骤包括: S04-01:组串离散率异常识别及故障特征提取按以下步骤进行: S04-01-01:以组串式逆变器或汇流箱为单位,计算其接入的组串各数据点的离散率数据系列,记为Div={divi,i∈N*}; S04-01-02:依次对Div集合中的元素进行判定,将divi5%的数据及系列号加入集合UDiv中,记为UDiv={divj,j⊆i}; S04-01-03:若UDiv不为空,则组串存在离散率偏大的问题,进行S04-04判定; S04-01-04:采用Hampel检验方法,识别异常组串; S04-01-05:将组串历史记录中的Div状态字设置为Div#Times#日期,Times为记录次数,用四位16进制表示; S04-02:组串电流跟随度异常识别及故障特征提取按以下步骤进行: S04-02-01:根据组件工作电流和辐照度数据,计算得各组串上午和下午的电流跟随度系列,分别记为FLam={flami,i∈N*}、FLpm={flpmj,j∈N*}; S04-02-02:依次判断FLam和FLpm中各元素值,将1.25的元素放入集合UFLam和UFLpm中,记为UFLam={i,flami,flami∈FLam}、UFLpm={j,flpmj,flpmj∈FLpm}; S04-02-03:若仅UFLam不为空且存在连续大于30分钟的数据,则判断组串上午存在固定遮挡或组串朝向偏西,若连续时间小于30分钟,则判定为临时遮挡;若仅UFLpm不为空且存在连续大于30分钟的数据,则组串下午存在固定遮挡或组串朝向偏东;若UFLam和UFLpm均为不为空且存在连续大于30分钟的数据,则组串存在固定遮挡或其他低效问题;若UFLam、UFLpm存在不为空且且组串历史数据中FL状态字为空,则组串存在临时遮挡或新增异常; S04-02-04:将组串历史记录中的FL状态字设置为FL#Times#日期; S04-03:组串功率损失异识别及故障特征提取按以下步骤进行: S04-03-01:计算出各组串标准状态下的输出功率PWstc; S04-03-02:以组串式逆变器或汇流箱为单位,将接入其中的组串功率记为集合PW={pwstci,i=1,2,…n},n为组串数量; S04-03-03:将集合PW中PWstcinkPm的元素加入到到集合PWabnormal中,其中,n为组串中串联组件数量;k=1-ξ%-λ%,ξ为组件年衰减率,λ为修正因子; S04-03-04:若PWabnormal元素数量小于n,则PWabnormal集合中的元素对应的组串存在衰减超标问题,否则进行遮挡判断,若不存在遮挡,则所有组串均损失超标,若存在遮挡,则消除遮挡后评估; 若组件功率损失超标,则将组串历史记录中的PW状态字设置为PW#Times#日期; S04-04:组件故障识别及故障特征提取按以下步骤进行: S04-04-01:计算各组串标准状态下的输出电压Vstc; S04-04-02:以组串式逆变器或直流汇流箱为单位,将接入其中的组串输出电压记为集合V={Vstci,i=1,2,…n},n为逆变器或汇流箱接入的组串数量; S04-04-03:将集合V中nkVm的元素加入到集合Vabnormal中; S04-04-04:若集合Vabnormal元素数量小于n,则Vabnormal集合中的组串存在组件故障问题; S04-04-05:若集合Vabnormal数量等于n,则进行遮挡判断,若无遮挡,则改逆变器或汇流箱所有接入组串的组件均存在故障; S04-04-06:若组件存在故障,则将组串历史记录中的V状态字设置为V#Times#日期; S04-05:组串朝向偏离识别及故障特征提取按以下步骤进行: S04-05-01:获取有效辐照度数据,以日中时间tmid为分界,将辐照度数据分为上午段Iram和下午段Irpm; S04-05-02:分别计算Iram和Irpm各数据点的切线的斜率,获得斜率数据系列,记为Irslope-am={Isami,i∈N*},Irslope-pm={Ispmi,i∈N*}; S04-05-03:若Irslope-am中0且Irslope-pm中0的元素占比均95%,则判断辐照度曲线平滑; S04-05-04:在tmid±30分钟范围内查找辐照度Ir最大值Irmax,获取对应时刻tmax; S04-05-05:以组串式逆变器或汇流箱为单位,计算其接入的每个组串最大电流对应的时刻,记为mii=1,2,…n为组串数量; S04-05-06:判断mi是否包含在[max-δmax+δ]中,若不包含则进行步骤S04-05-07; S04-05-07:若mimax-δ,则判定组串偏东,否则偏西; S04-05-08:若组串偏东,则将组串历史记录中的EW状态字设置为E#Times#日期,若组串偏西,则将组串历史记录中的EW状态字设置为W#Times#日期; S04-06:组串发电量异常识别及故障特征提取按以下步骤进行: S04-06-01:计算每个逆变器或汇流箱接入的组串的发电量EG,记为集合EG={EG,i=1,2,3,…n}为组串数量; S04-06-02:采用Hampel检验方法,识别异常组串; S04-06-03:将组串历史记录中的EG状态字设置为EG#Times#日期。
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