[发明专利]一种基于残差网络的光伏电站遮挡物定位方法

说明书

本发明公开了一种基于残差网络的光伏电站遮挡物定位方法，该方法利用光伏电站光伏模块参数及光伏电站地理位置信息，通过光伏电站仿真模型及遮挡物阴影模型生成遮挡物影响下光伏电站的一日运行数据，并用该仿真数据训练了残差网络，得到遮挡物定位模型，然后将获取的光伏电站光伏阵列运行数据输入残差网络得到遮挡物的定位信息，为光伏电站智能运维、检修管理等提供信息。本发明方法能够有效地定位光伏电站遮挡物，对偏远地区无人值守光伏电站、及一些不易检修的大型光伏电站的智能运维、检修管理具有重要意义。

技术领域

本发明属于电力系统领域，涉及光伏电站故障诊断领域，具体涉及一种基于残差网络的光伏电站遮挡物定位方法。

背景技术

随着化石燃料的大量开采，人们对于世界性能源危机的恐慌日益加剧，以光能、风能、潮汐能、生物能为代表的新型能源成为各国关注的焦点。以光能为主要能量来源的光伏电站因其建设周期短，且随着技术发展和规模效应，成本不断下降等特点，越来越受到各国政府的青睐。但光伏电站的特性与传统的火电厂有着重要的区别，如光伏电流输出直流电需要经过逆变过程变为交流电，这使得光伏电站的故障诊断与传统电厂有着巨大区别。光伏电站的故障类型也与传统电厂有着不同的内容，故障的产生将极大地减少光伏电站的发电效率，造成经济损失。局部阴影是光伏电站所特有的，且发生较为频繁的一类故障，其将极大地降低光伏电站的发电效率，且有可能对光伏电池板造成不可逆转的损害。

局部阴影的产生来源包括树等植物、建筑物等固定遮挡物造成的阴影，以及云等临时遮挡物造成的阴影。固定遮挡物造成的局部阴影具有持续性、周期性等特点，对于固定遮挡物的定位可以帮助电站控制系统合理规避阴影对电站的影响，对遮挡物及遮挡物影响区域进行合理处理，其对于偏远地区无人值守光伏电站、及一些不易检修的大型光伏电站具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于残差网络的光伏电站遮挡物定位方法，以解决光伏电站遮挡物定位的问题，本发明将残差网络用于光伏电站遮挡物定位模型，在光伏电站智能运维、检修管理等方面都具有很重要的现实意义。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于残差网络的光伏电站遮挡物定位方法，包括以下步骤：

步骤1、获取光伏电站光伏电池板参数及光伏电站地理位置，对光伏电站及遮挡物阴影分别进行建模；

步骤2、利用光伏阵列模型及遮挡物阴影模型得到仿真运行数据，并利用仿真运行数据训练残差神经网络，得到残差神经网络定位模型；

步骤3、收集一日光伏电站运行数据及地面辐照度数据，利用残差神经网络模型对遮挡物进行定位。

进一步地，步骤1中建立遮挡物阴影模型时计算任意时刻太阳高度角及太阳方位角采用的公式如下：

该模型为五参数模型，对于一个确定的光伏电池模块需要确定的参数为额定光生电流I_ph0，二极管反向饱和电流I_s，二极管因子n，并联电阻R_sh，串联电阻R_s。其余参数含义为：端电流I，端电压V，实际光生电流I_ph，电子电荷q(1.60217662×10-19C)，玻尔兹曼常数K(1.380650×10-23J/K)，光伏电池温度T(K)，额定辐照度Ir₀(1000W/m²)，实际辐照度I_r(1000W/m²)。

进一步地，步骤1中建立遮挡物阴影模型时计算任意时刻太阳高度角及太阳方位角采用的公式如下：

α_H＝90°-α