GA-BP神经网络在光伏阵列故障检测中的应用研究

BP神经网络在进行光伏阵列故障检测时,故障诊断性能易受局部极值影响,且收敛速度过慢.针对这一问题,利用遗传算法(GA)的全局搜索能力,找到BP神经网络初始权值阈值的最优解,可以有效克服BP神经网络上述缺陷,并高效完成对光伏阵列的故障诊断.对比光伏阵列正常状态与不同故障状态下的输出特性,选定电压电流作为输入,故障状态为输...     

一种新型结构的光伏阵列故障检测方法

局部遮荫是光伏发电系统中普遍存在的现象,会造成阵列失配和热斑效应,不仅会影响光伏发电系统的输出功率,还会造成安全和可靠性问题。提出了一种光伏阵列的连接方式:CTCT结构(complex-total-cross-tied array),在保持输出功率不变的情况下,监测发电系统的工作状态。配合一定数量的电流传感器,可以确定发生热斑现象的光伏电池板的位置。文中还推导了光伏电池板总数N、分辨度L和电流传感器数量X三者之间关系公式。在光伏电池板的数量已知的条件下,通过合理选择分辨度的大小,确定电流传感器的需要数量,最终达到用尽可能少的电流传感器来检测出发生热斑现象的光伏电池板的位置。     

光伏阵列模拟器综述

光伏阵列是光伏发电系统中最基本组成部分,光伏阵列模拟器能够代替实际光伏阵列在室内进行各种光伏实验,目前国内外专家学者已经成功研制了一些不同类型不同功率等级的模拟器,这些模拟器有各自不同的特点和应用场合,为此综述了光伏阵列模拟器,包括早期出现的模拟式光伏阵列模拟器和目前研究较多的数字式光伏阵列模拟器.从光伏阵列模拟器的类...     

太阳能光伏阵列模拟器综述

太阳能光伏并网发电的广泛应用使得光伏并网逆变器的研究成为热点,而太阳能光伏阵列模拟器的研制解决了光伏并网逆变器调试过程中的模拟输入问题,大大缩短了光伏并网逆变器的研制周期并降低了成本。太阳能光伏阵列模拟器主要由整流电路、功率电路和控制电路三个部分组成,在对以上三部分电路进行归纳、分类和总结的基础上,结合现有太阳能光伏阵列模拟器的研究和产品,分别从不同模拟技术的工作原理、实现方法、性能指标等多个方面进行分析,为太阳能光伏阵列模拟器的研制和产品化提供参考。     

光伏阵列故障类型的改进型RBF神经网络识别算法

光伏阵列是光伏系统中非常重要的组成部分。传统的BP神经网络诊断算法有着精度低、收敛速度慢等缺点,为了精确地诊断出光伏阵列内部的故障位置及其类型,通过分析阵列开路、短路、老化、阴影和电池板裂片5种故障,提出了一种改进型RBF神经网络的故障诊断识别算法。首先,建立RBF神经网络的光伏阵列故障诊断模型,确定基于遗传算法的故障模型隐层中心的确定方法,然后针对基于粒子群优化算法的网络模型进行自适应权重寻优的仿真实验。最后,将优化的算法与传统RBF神经网络算法进行对比。结果表明:该优化算法不仅可以有效地诊断光伏阵列的故障类型,还可以提高故障诊断的准确率。     

基于VMD-LSTM的太阳能光伏组件故障检测方法

为了保证光伏系统的正常运行,需要有完备的光伏组件故障检测方法,为此本文提出了一种基于变分模态分解(VMD)和长短期记忆网络(LSTM)结合的太阳能光伏组件故障检测方法。首先分析了不同运行工况条件下的特性曲线并采集正常与故障时的电压、电流信号,利用VMD对所采集的信号进行自适应分解为K个IMF分量。然后把IMF分量输入训练好的LSTM神经网络进行故障检测。最后,在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型并验证本方法的可行性与准确性,结果表明该方法可以用于光伏组件的故障检测,并且准确率高。     

基于XGBoost的光伏阵列故障诊断方法研究

针对光伏阵列输出具有非线性并受最大功率点跟踪影响,从而导致传统的诊断方法精度低、模型性能差等问题,提出一种基于极端梯度提升的光伏阵列故障诊断方法。首先,在光伏电池单二极管模型的基础上,建立光伏阵列仿真模型,利用PVsyst软件对光伏阵列的输出特性和故障成因进行系统的模拟分析,得到了故障特征参数,并通过特征重要度排序验证了所选择故障特征参数的有效性;其次,提取光伏阵列不同故障状态下的故障特征,构建基于XGBoost的故障诊断模型;最后,利用网格搜索和交叉验证对诊断模型的超参数进行寻优,通过混淆矩阵计算评价指标来评估诊断模型的性能。并将该方法与决策树、随机森林以及梯度提升树相比,结果表明,该方法不仅能准确检测所有的故障种类,并且模型的泛化能力更好,诊断准确率更高。     

光伏系统故障诊断方法综述

随着光伏发电系统大力发展并投入运行,光伏系统故障诊断成为急需解决的问题.总结了当前国内外在光伏系统故障诊断方面的研究成果,并且根据文献侧重点的不同,将这些方法进行归纳分类,分别是:基于电路结构法、基于数学模型法、基于电气测量法、基于智能检测法、基于红外图像分析法和基于监控系统法.同时对这些故障诊断方法的优、缺点进行了分析和比较.最后探讨了光伏系统故障诊断方法的发展趋势,并总结了一些有待解决的问题,以期为光伏系统故障诊断的研究提供一定的指导和参考.     

光伏阵列故障诊断的可解释性智能集成方法

针对现有光伏阵列故障检测和诊断智能方法存在的泛化性不强、可解释性差的问题,提出了一种可解释性智能集成方法。对采集的光伏阵列输出时序电压、电流波形进行特征挖掘,并将多个已成熟应用于光伏故障诊断的智能算法作为不同基学习器与元学习器,构建结合不同智能算法优势且更具泛化性的Stacking集成学习模型;以沙普利可加性特征解释方法为总框架,并结合局部近似可解释性方法,对模型训练过程与结果进行解释分析,通过获取各特征的贡献、分析该集成模型的决策机制,并了解其如何进行诊断,提高其可靠度和可信度。算例实验结果表明,所提可解释性智能集成方法在不同规模数据集的测试中均实现了高精度的故障诊断,模型的可解释性结果表明由该智能集成模型建立的故障特征和诊断结果的映射遵循物理见解,增强了智能方法的可信度和透明性。     

部分遮挡条件下光伏阵列最大功率点跟踪方法

针对光伏阵列在部分阴影遮挡条件下具有多个局域最大功率点的最大功率点跟踪问题,在详细分析光伏阵列I-V特性的基础上,提出一种新颖的全局最大功率点跟踪方法。该方法根据光伏阵列最大功率点附近电压随电流的增加迅速下降的特点,先以大步长扫描方法锁定到各局域峰点附近,然后再采用PO法以小步长跟踪该峰点,最后通过比较搜索到的各个局域峰点的功率来确定全局最大功率点。仿真和实验结果表明所提方法能够准确而迅速地跟踪到全局最大功率点,有效提高光伏阵列在部分阴影遮挡条件下的并网发电输出效率。     

光伏阵列无线传感节点设计及故障诊断应用

针对现有光伏阵列的故障检测方法精度和效率不足且难以定位故障光伏组件等问题,设计了一种基于STM32的光伏阵列无线传感节点及故障诊断系统。该无线传感节点硬件以STM32F103为核心控制器,主要包括主控模块、电源模块、数据采集模块、数据通讯模块;软件端通过自定义通信协议,将测量结果通过ZigBee无线模块对数据帧可靠传输,上位机可监测到逆变器扫描光伏阵列电流-电压(I-V)特性过程中各光伏组件的电压数据。实验中人工模拟了光伏组件常见的阴影、旁路二极管短路故障,通过无线传感节点测得的电压波形,可实现光伏阵列中故障诊断与定位。实测结果表明,该系统可获取逆变器扫描光伏阵列I-V特性过程中组件电压波形,便于运维人员及时准确地定位光伏组件故障。     

我国光伏产业现状综述

光伏太阳能作为一种可永久利用的清洁能源,有着巨大的开发应用潜力。我国太阳能光伏产品的生产已经有20多年历史,但是真正进入规模化生产阶段是在2003年以后。由于国际上低碳理念的盛行,我国的光伏产品在国际市场上取得了较大的发展,同时也带动了国内相关产业的爆发式的增长。但是,近年来由于金融危机等不利因素的影响,我国的光伏出口受到了较大的影响,启动国内市场已成为业界共识。     

遮阴影响下的光伏阵列结构研究

遮阴现象降低光伏发电系统发电效率.并且导致光伏模块产生热斑效应而缩短寿命.从光伏阵列结构布局出发,在光伏阵列宏观和微观结构布局2个层面上.研究了在遮阴影响下不同光伏阵列电气结构输出特性的变化情况.在此基础上,提出利用开关管与二极管电路连接光伏模块,实现小型光伏阵列的宏观与微观结构布局电气重构.在遮阴影响下,通过控制开关...     

光伏阵列多峰最大功率点分布特点研究

基于光伏阵列的通用数学模型,借助计算机仿真和统计分析技术,对局部阴影条件下光伏阵列的输出特性进行了研究。统计分析结果表明,多峰功率-电压(P-U)特性曲线上相邻最大功率点(MPP)的电压间距较大,而且大部分案例中全局MPP位于电压轴右半边;全局MPP两侧的局部MPP功率呈单调递减趋势的概率较大;负载线与电流-电压(I-U)特性曲线的交点与全局MPP山峰有密切联系。根据统计分析结果,总结了多峰最大功率点跟踪(MPPT)算法设计时可借鉴的经验。     

光伏阵列系统级分布式功率优化控制研究

在光照不均匀的工况下,光伏阵列的输出功率会受到很大影响,采用分布式MPPT控制可取得较好的效果,但关于系统级分布式功率优化的研究较少。本文考虑到系统的保护和安全、在对光伏组串中各光伏模块进行限压保护及直流母线采取卸荷保护的基础上,详细分析了分布式功率优化控制的工作机理和算法的实现过程,并利用仿真对算法进行验证以及和集中式MPPT控制进行比较,结果证明分布式MPPT优化控制不仅可以更好地提高光伏组串的发电量,而且可以保证系统安全可靠运行。     

阴影遮挡对光伏阵列影响的解决方法

光伏阵列易受阴影遮挡的影响,使输出功率减小,为提高光伏发电系统的输出功率,需解决阴影遮挡对光伏阵列影响的问题。对现有解决方法进行分类,在分析各种方法的工作原理基础上,总结它们的特点和应用场合,为提高光伏阵列输出功率的研究和应用提供参考。