[发明专利]一种基于功率衰减的光伏板积灰浓度检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于功率衰减的光伏板积灰浓度检测系统的检测方法，其特征在于，光伏板积灰浓度检测系统包括覆灰系统和数据采集系统，所述覆灰系统包括鼓风机(1)、粉尘扩散器(2)、玻璃罩(3)、玻璃片(5)以及光伏板(6)，所述数据采集系统包括对比光伏板(11)、测试仪(8)、气象传感器(9)以及辐照计(10)，所述粉尘扩散器(2)、玻璃片(5)以及光伏板(6)设置在所述玻璃罩(3)内，所述对比光伏板(11)设于玻璃罩(3)外，所述鼓风机(1)与玻璃罩(3)连通，所述测试仪(8)用于采集光伏板(6)和对比光伏板(11)的电气参数，所述气象传感器(9)和辐照计(10)分别用于采集气象参数和辐照参数，所述数据采集系统还包括用于支撑光伏板(6)以及对比光伏板(11)的光伏板支架(7)，所述覆灰系统还包括电子秤(4)，所述电子秤(4)用于对覆灰灰尘的称重，所述玻璃片(5)包括四块玻璃片(5)，四块玻璃片(5)设置在光伏板(6)四周，且与光伏板(6)等高设置；

所述检测方法利用数据建立积灰浓度与电气、环境参数的数据模型，其建模通过以下步骤实现：

S1、采集特定位置的污染物，经过粗粉碎、干燥、精粉碎后，通过筛网筛选出符合光伏发电厂现场尺寸大小的污染物；

S2、利用电子秤(4)，按照等差质量为5g的梯度称取十个污染物样本，并将十个污染物样本分别放置在粉尘扩散器(2)中，再利用鼓风机(1)对粉尘扩散器(2)供风覆灰，得到十组具有不同积灰浓度的光伏板(6)和玻璃片(5)；

S3、测试仪(8)采集光伏板和对比光伏板(11)的电气参数，气象传感器(9)和辐照计(10)分别采集气象参数和辐照参数，并将采集到的参数数据收集在电脑终端上；

S4、计算玻璃片的积灰浓度，计算公式如下：

m_h和m_q分别为玻璃片积灰后和积灰前的质量，A为玻璃片面积，根据上式计算四块玻璃片的平均积灰浓度，计算公式如下：

S5、在辐照度相等的情况下，辐照度记作g₁，分别选取十组光伏板和对比光伏板的电气参数和环境参数，记录辐照度为g₁下的数据集，数据集表示为：

其中，下表i表示实验编号，P_ai是第i组积灰浓度为c_i条件下的输出功率，P_qi是对比光伏板的输出功率，I为输出电流，U为输出电压，T为板温，θ是光伏板倾斜角，v是风速；

S6、计算光伏板的性能衰减β，表示为：

β(c_i)为第i组实验中，积灰浓度为c_i条件下的性能衰减，根据上式计算出十组光伏板的性能衰减并建立一般对数模型：

β(c)＝alnc+b

其中，c为积灰浓度变量，辐照影响系数a和温度影响系数b通过十组实验中的β(c_i)拟合得到；

S7、选取不同辐照度的数据集，表示为：

提取辐照g_j和板温T_k为影响变量，性能衰减β表示为：

其中，β(c_i,g_j,T_k)表示在辐照为g_j、积灰浓度为c_i、板温为T_k条件下的性能衰减；表示光伏板辐照为g_j、积灰浓度为c_i、板温为T_k条件下的输出功率；为对比光伏板输出功率；根据上式拟合步骤S6中建立的一般对数模型公式，可得；

其中，c,g,T分别是积灰浓度、辐照度和板温变量，下标q、a分别表示对比光伏板条件和光伏板积灰条件，A，B为辐照度影响偏移因素，C，D为板温影响偏移因素；

S8、根据上述方法建立不同污染物相对应的性能衰减关系模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于功率衰减的光伏板积灰浓度检测系统的检测方法，其特征在于，所述玻璃罩(3)的一侧面设有一可自由开闭的通孔，所述鼓风机(1)的出风管通过所述通孔与玻璃罩(3)的内部连通。