[发明专利]一种基于I-V曲线的光伏组串多峰检测方法

权利要求书

1.一种基于I-V曲线的光伏组串多峰检测方法，所述光伏组串由多个结构相同的光伏组件串联而成，每个光伏组件由3个结构相同的光伏子串串联构成，每个光伏子串包括d个光伏电池片和一个旁路二极管，d个光伏电池片串联后与旁路二极管反并联；

其特征在于，所述多峰检测方法包括以下步骤：

步骤1，通过带有I-V扫描功能的逆变器获取光伏组串的I-V输出特性曲线数据，共得到128组数据，对该128组数据按照电压的值从大到小依次进行排序，得到排序后的128组数据，将排序后的128组数据中的任意一组记为排序数据F1(U_n，I_n)，其中，n为排序数据F1(U_n，I_n)的序号，n＝0，1…127，U_n为排序电压，I_n为与排序电压U_n对应的排序电流；

在128个排序数据F1(U_n，I_n)中，U₀＝V_OC，I₀＝0且U₁₂₇＝0，I₁₂₇＝I_SC，其中，V_OC为光伏组串的开路电压，I_SC为光伏组串的短路电流；

步骤2，对128组排序数据F1(U_n，I_n)中的排序电流I_n进行N轮平滑处理，其中N为正整数，具体如下：

定义步骤1得到的排序电流I_n为第0轮平滑排序电流，并改写为I_0n，定义第j轮平滑处理后得到的排序电流为第j轮平滑排序电流I_jn，其中，j＝1，2…N，n＝0，1…127；

以第0轮平滑排序电流I_0n为起点，按照j＝1，2…N的顺序依次进行平滑处理，第j轮平滑排序电流I_jn的赋值规则如下：

(1)当排序数据F1(U_n，I_n)的序号n＝1至126时，

若满足I_(j-1)(n-1)≤I_(j-1)n≤I_(j-1)(n+1)，则I_jn＝I_(j-1)n；

若不满足I_(j-1)(n-1)≤I_(j-1)n≤I_(j-1)(n+1)，则I_jn＝(I_(j-1)(n-1)+I_(j-1)(n+1))/2；

(2)当排序数据F1(U_n，I_n)的序号n＝0时，则I_j0＝I₀；

(3)当排序数据F1(U_n，I_n)的序号n＝127时，则I_j127＝I₁₂₇；

N轮平滑处理完成后得到128个第N轮平滑排序电流I_Nn，将该128个第N轮平滑排序电流I_Nn赋值到128组排序数据F1(U_n，I_n)中，并将赋值后的任意一组记为平滑数据F2(U_{Smooth_n}，I_{Smooth_n})，其中，U_{Smooth_n}为平滑电压，I_{Smooth_n}为平滑电流，U_{Smooth_n}＝U_n，I_{Smooth_n}＝I_Nn，n＝0，1…127；

步骤3，令平滑电压U_{Smooth_n}的值保持不变，对平滑电流I_{Smooth_n}进行线性插值；记插值处理后的平滑电流I_{Smooth_n}为插值电流I_{Int_n}，插值电流I_{Int_n}的赋值规则如下计算式如下：

(1)当平滑数据F2(U_{Smooth_n}，I_{Smooth_n})序号n＝1至126时，

(2)当平滑数据F2(U_{Smooth_n}，I_{Smooth_n})的序号n＝0时，则I_{Int_0}＝I_{Smooth_0}；

(3)当平滑数据F2(U_{Smooth_n}，I_{Smooth_n})的序号n＝127时，则I_{Int_127}＝I_{Smooth_127}；

插值完成后得到128个插值电流I_{Int_n}，将该128个插值电流I_{Int_n}赋值到128组平滑数据F2(U_{Smooth_n}，I_{Smooth_n})中，并将赋值后的任意一个记为插值数据F3(U_{Int_n}，I_{Int_n})，其中，U_{Int_n}为插值电压，I_{Int_n}为插值电流，U_{int_n}＝U_{Smooth_n}，n＝0，1…127；

步骤4，根据步骤3得到的128组插值数据F3(U_{Int_n}，I_{Int_n})，以插值电压U_{Int_n}为横轴，以插值电流I_{Int_n}为纵轴，在平面坐标系中绘制出一条I-V曲线；

步骤5，对步骤4得到的I-V曲线进行畸变检测，具体包括以下步骤：

步骤5.1，作点(U_{Int_127}，I_{Int_127})和点(U_{Int_0}，I_{Int_0})之间的连线，并记为直线A₀，直线A₀的斜率为：

然后在[I_{Int_127}，2I_{Int_127}]区间内，以为间距在直线A₀的上方作直线A₀的平行线，设共得到包括直线A₀的Y条直线，其中Q为给定的阈值，记该Y条直线中的任意一条直线为直线A_t，t＝0，1，...Y-1；

步骤5.2，按照t＝0，1，...Y-1的顺序，将I-V曲线上每一个插值数据F3(U_{Int_n}，I_{Int_n})对应的数据点与直线At进行比较，并验证该数据点否满足给定的下凹条件；

若在验证过程中，出现了满足下凹条件的数据点，则证明I-V曲线有下凹点，停止验证，确认该光伏组串存在多峰；

若Y条直线均验证结束，未出现任何一个满足下凹条件的数据点，确认该光伏组串不存在多峰；

所述下凹条件指的是数据点对应的插值数据F3(U_{Int_n}，I_{Int_n})须同时满足以下三个条件：

I_{Int_n}＜kU_{Int_n}+(b+tQ)；

I_{Int_n-1}＜kU_{Int_n-1}+(b+tQ)，I_{Int_n+1}＜kU_{Int_n+1}+(b+tQ)，I_{Int_n-1}＞0；

I_{Int_n-4}＞kU_{Int_n-4}+(b+tQ)，I_{Int_n+4}＞kU_{Int_n+4}+(b+tQ)，I_{Int_n-4}＞0；

其中，b为直线A₀与I-V曲线纵轴的交点到原点的距离，且b＝I_{Int_127}。