河海大學(xué)陳凌等：基于數(shù)據(jù)融合的光伏組件故障診斷

2017-06-28 07:20:56 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (0)

【熱點專題論文】河海大學(xué)陳凌等：基于數(shù)據(jù)融合的光伏組件故障診斷

研究背景

由于光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件所占投資比重最大，一旦其發(fā)生運行故障，直接危害是損壞
組件本身，降低發(fā)電效率；間接危害則是造成整個光伏發(fā)電系統(tǒng)不能正常運行或?qū)﹄娋W(wǎng)造
成影響，進而釀成重大經(jīng)濟損失。

解決的問題

目前，針對光伏組件的故障診斷技術(shù)已展開相關(guān)研究，基于不同的側(cè)重點，大致可將光伏組
件故障診斷技術(shù)分為：電氣參數(shù)測量法、數(shù)學(xué)模型分析法、智能算法檢測法、紅外圖像分析
法和監(jiān)控系統(tǒng)法等。但由于外界環(huán)境的復(fù)雜多變，光伏組件呈現(xiàn)故障起因復(fù)雜性和故障類型
多樣性，現(xiàn)有的故障診斷技術(shù)和方法難以適應(yīng)光伏組件故障診斷的需要。因此，光伏組件故
障診斷的難點在于提取光伏組件的故障特征，并進行分析，進而準(zhǔn)確判斷其故障類型。

重點內(nèi)容及創(chuàng)新點

對光伏組件短路、Rs異常老化和Rsh異常老化等故障成因進行分析，在MATLAB中對各故障
狀態(tài)下輸出特性進行仿真研究，總結(jié)其故障規(guī)律；基于IAFSA-RBFNN算法和RVM算法分別
對光伏組件的內(nèi)部等效參數(shù)和外特性電氣參數(shù)建立4種故障診斷模型，用于光伏組件的初步
故障診斷；針對D-S證據(jù)理論在處理沖突證據(jù)時存在的不足，提出一種基于改進證據(jù)相似度
的證據(jù)合成規(guī)則，對來自IAFSA-RBFNN和RVM的輸出診斷結(jié)果進行決策級融合，進一步提
高光伏組件故障診斷結(jié)果的可信度。

結(jié)論

本文提出了一種基于改進證據(jù)相似度的光伏組件故障診斷數(shù)據(jù)融合模型，實現(xiàn)對光伏組件正
常、短路故障、Rs異常老化故障和Rsh異常老化故障的有效診斷。主要研究成果如下：

1）對各故障狀態(tài)下光伏組件的輸出特性進行仿真研究，總結(jié)其對應(yīng)的故障規(guī)律，為光伏組
件的故障診斷提供故障特征信息。

2）針對傳統(tǒng)D-S合成規(guī)則在處理沖突證據(jù)時易出現(xiàn)悖論的缺陷，提出一種基于改進證據(jù)相
似度的證據(jù)合成規(guī)則。

3）基于IAFSA-RBFNN算法和RVM算法所得光伏組件故障診斷初步結(jié)果，并將上述結(jié)果作
為改進證據(jù)相似度的數(shù)據(jù)融合模型的BPA函數(shù)值，并進行決策級融合，實驗結(jié)果進一步證明
了上述方法的有效性和正確性。

后續(xù)研究

本文僅從光伏組件自身輸出特性提取故障信息，但在實際光伏發(fā)電系統(tǒng)中，后級變換器的輸出
特性中也含有光伏組件的故障信息，后續(xù)應(yīng)進一步完善光伏組件的故障診斷方法。

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