一種光伏發電組件優化監控方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及新能源領域，特別是指一種光伏發電組件優化監控方法和系統。
【背景技術】
[0002] 太陽能光伏發電是利用太陽能電池的光伏效應將太陽福射能直接轉換為電能的 一種發電形式。目前，化石能源短缺、環境污染嚴重和全球氣候變化等問題日益突出，世界 能源發展呈現出清潔化、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、 日本優越得多，具有的開發潛力極其廣闊，近年來更是進入高速發展時期，成為了新的增長 點。太陽能的開發利用符合我國能源發展戰略、實現電力可持續發展、電力結構調整和環境 保護的需要。我國未來將有大量分布式清潔能源發電及其他形式發電接入電網，要求電網 具有清潔能源接納能力。
[0003] 目前，市場上大多數的光伏組件優化監控系統都是基于組件連接系統的方式，采 集電流、電壓、溫度等參數通過調節組件輸出參量達到最大功率點追蹤（MPPT)值，達到光 伏優化器能夠優化每塊光伏組件的輸出功率，為每一個光伏組件獨立執行最大功率點追蹤 (MPPT)。而運些光伏組件優化監控系統在系統組網、組件功率監測方面存在技術缺失和空 白。

【發明內容】

[0004] 有鑒于此，本發明的目的在于提出一種光伏發電組件優化監控方法和系統，能夠 實現對光伏組件工作狀態的監測。 陽〇化]基于上述目的本發明提供的光伏發電組件優化監控方法，包括
[0006] 獲取光伏組件參數，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設的闊值；
[0008] 根據判斷結果，若超過則該光伏組件老化程度嚴重，若沒有超過則該光伏組件短 路或輕微老化。
[0009] 在一些實施例中，所述獲取光伏組件的參數包括光伏組件在標準測試條件下的短 路電流1st和在最大功率點處的電流Im，W及該光伏組件開路電壓Uw和在最大功率點處的 電壓Um;通過所述的光伏組件參數來表示能夠表示老化程度的填充因子：
[0011] 在一些實施例中，所述判斷填充因子沒有超過預設的闊值時，還包括：
[0012] 根據預設的光伏組件正常時的最大功率點到開路電壓點連線斜率的絕對值，計算 光伏組件中電池短路時的最大功率點到開路電壓點連線斜率的絕對值；
[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 值的預設上限；
[0014] 根據判斷結果，若是則該光伏組件嚴重短路；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設下限，若是則該光伏組件輕 微老化，若不是則該光伏組件正常或者輕微短路。
[0015] 在一些實施例中，所述光伏組件正常時的最大功率點到開路電壓點連線斜率的絕 對值K，通過如下公式獲得：
[0017] 在一些實施例中，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，m為光伏組件中的電池數量。
[0020] 另外，本發明還提供了一種光伏發電組件優化監控系統，包括
[0021] 填充因子獲取單元，用于獲取光伏組件參數，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設的闊值；
[0023] 監控判斷單元，用于根據判斷結果，若超過則該光伏組件老化程度嚴重，若沒有超 過則該光伏組件短路或輕微老化。
[0024] 在一些實施例中，所述填充因子獲取單元獲取光伏組件的參數包括光伏組件在標 準測試條件下的短路電流1st和在最大功率點處的電流Im，W及該光伏組件開路電壓Uec和 在最大功率點處的電壓Um;通過所述的光伏組件參數來表示能夠表示老化程度的填充因 子：
[00%] 在一些實施例中，所述監控判斷單元判斷填充因子沒有超過預設的闊值時，還包 括：
[0027] 根據預設的光伏組件正常時的最大功率點到開路電壓點連線斜率的絕對值，計算 光伏組件中電池短路時的最大功率點到開路電壓點連線斜率的絕對值；
[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 值的預設上限；
[0029] 根據判斷結果，若是則該光伏組件嚴重短路；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設下限，若是則該光伏組件輕 微老化，若不是則該光伏組件正常或者輕微短路。
[0030] 在一些實施例中，所述光伏組件正常時的最大功率點到開路電壓點連線斜率的絕 對值K，通過如下公式獲得：
[0032] 在一些實施例中，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，m為光伏組件中的電池數量。
[0035] 從上面所述可W看出，本發明提供的光伏發電組件優化監控方法和系統，通過獲 取光伏組件參數，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設的 闊值，若超過則該光伏組件老化程度嚴重，若沒有超過則該光伏組件短路或輕微老化。因 此，本發明能夠實現對光伏組件工作狀態的監測，并且能夠對光伏組件的工作狀態進行診 斷。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發明實施例中光伏發電組件優化監控方法的流程示意圖；
[0037] 圖2為本發明可參考實施例中光伏發電組件優化監控方法的流程示意圖；
[0038]圖3為本發明可參考實施例中單二級管等效電路模型的示意圖；
[0039] 圖4為本發明可參考實施例中光伏組件短路輸出特性的示意圖； W40]圖5為本發明可參考實施例中光伏組件串聯電阻值Rs增加時輸出特性曲線的示 意圖；
[00川圖6為本發明可參考實施例中光伏組件并聯電阻值IU咸小時輸出特性曲線的示 意圖；
[00創圖7為本發明可參考實施例中不同光照強度和溫度時的FF值變化的示意圖；
[0043] 圖8為本發明可參考實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為本發明可參考實施例中不同故障類型下的K值的示意圖；
[0045] 圖10為本發明可參考實施例中BP神經網絡結構的示意圖；
[0046] 圖11為本發明實施例中光伏發電組件優化監控系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0047] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，W下結合具體實施例，并參照 附圖，對本發明進一步詳細說明。
[0048] 作為本發明的一個實施例，參閱圖1所示，為本發明實施例中光伏發電組件優化 監控方法的流程示意圖。所述的光伏發電組件優化監控方法包括：
[0049] 步驟101，獲取光伏組件參數，計算能夠表示老化程度的填充因子。
[0050] 在實施例中，獲取光伏組件的參數包括光伏組件在標準測試條件下的短路電流Isc 和在最大功率點處的電流Im,W及該光伏組件開路電壓IV和在最大功率點處的電壓Um。優 選地，通過上面所述的光伏組件參數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，光伏組件在標準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及等效串聯電阻Rs、 等效并聯電阻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 效并聯電阻Rsh并聯之后與等效串聯電阻Rs串聯。
[0053