[发明专利]识别发电系统内故障传感器的系统和方法

说明书

技术领域

本文描述的实施例一般来说涉及光伏(PV)发电系统，并且更具体地，涉及监视包含在PV发电系统内的传感器的方法和系统。

背景技术

太阳能已越来越成为有吸引力的能源并且被认为是洁净的、可再生的能量备选形式。采用太阳光形式的太阳能可通过太阳能电池转换为电能。将光转换为电能的器件的更通用术语是“光伏电池”。太阳光是光的子集而太阳能电池是光伏电池的子集。光伏电池包含一对电极以及设置于电极之间的光吸收光伏材料。当用光照射光伏材料时，已经受限于光伏材料中的原子的电子由光能释放而自由移动。这样，就产生了自由电子和空穴。这些自由电子和空穴被有效地分离使得连续提取电能。当前的商用光伏电池使用半导体光伏材料，典型地为硅。

为了获得更高的电流和电压，将太阳能电池电连接以形成太阳能模块。除多个太阳能电池外，太阳能模块还可包含传感器，例如，辐照传感器，温度传感器，和/或功率测量计。辐照传感器探测在太阳能模块表面上的辐射通量(如太阳能通量)并将与太阳能通量成比例的辐照信号提供给控制器。基于该辐照传感器的输出，可计算期望由太阳能模块产生的能量和/或可调节太阳能模块的操作。例如，可调节太阳能模块的配置以使太阳能模块表面上的太阳能通量最大化。此外，辐照传感器的输出可指示出在太阳能模块表面上有过多的污垢堆积。作为响应，控制器可引导清洁装置用水或其他合适的溶剂喷洒太阳能模块或者使模块振动来移除积累的污垢。难以探测辐照传感器的故障操作并且辐照传感器的故障操作可导致对由面板产生的实际电力的错误判断。典型地，通过基于所有部件的历史数据和日志文件执行太阳能模块内所有部件的根本原因分析来探测辐射探测器中的故障。

发明内容

在一个方面，提供了光伏(PV)发电系统。该系统包含至少一个PV模块，该PV模块包含多个PV电池、多个传感器以及通信耦合至这些多个传感器的处理装置。该处理装置配置成确定多个PV电池的每个的电力输出、接收来自多个传感器的数据，以及至少部分基于所确定的电力输出和接收的数据来识别多个传感器内的故障传感器。

在另一个方面，提供了配置成识别包含多个光伏(PV)电池的光伏(PV)发电系统内的故障传感器的控制系统。该控制系统包含耦合至多个传感器的处理装置，这些多个传感器的每个与多个PV电池中的PV电池关联。该处理装置配置成接收来自多个传感器的每个的传感器信号，其包含来自与第一PV电池关联的第一传感器的第一传感器信号。该处理装置进一步配置成确定传感器信号平均以及确定多个PV电池的每个的电力输出，其包含第一PV电池的第一电力输出。该处理装置进一步配置成确定平均电力输出以及至少部分基于第一传感器信号和该传感器信号平均的比较以及第一电力输出和该平均电力输出的比较来识别故障传感器。

在再另一个方面，提供了监视光伏(PV)发电系统内的多个传感器的第一传感器操作的方法。该PV发电系统包含多个PV电池和系统控制器。该方法包含接收来自第一传感器的第一传感器信号，第一传感器与多个PV电池的第一PV电池关联。该方法还包含接收来自第二传感器的第二传感器信号，该第二传感器与多个PV电池的第二PV电池关联。该方法还包含确定第一PV电池的第一电力输出和第二PV电池的第二电力输出，以及至少部分基于第一传感器信号和第二传感器信号的比较以及第一电力输出和第二电力输出的比较来确定第一传感器是有故障的。

附图说明

图1是示范性光伏(PV)发电系统的框图。

图2是用于监视包含在图1中示出的PV发电系统中的多个传感器的操作的示范性方法的流程图。

具体实施方式

本文描述的方法和系统便于自动识别发电系统内的故障传感器。例如，本文描述的方法和系统采用邻近传感器的传感器输出来确定传感器是否正常操作。为了确定第一传感器是否正常操作，将该第一传感器的传感器输出与至少一个邻近传感器的传感器输出进行比较。如果传感器输出基本上不相似，将与第一传感器关联的太阳能电池的电力输出与至少一个邻近太阳能电池的电力输出进行比较。如果电力输出基本上相似，本文描述的系统和方法将第一传感器识别为故障的。