[发明专利]基于光伏组件故障率分析的光伏阵列运行维护方法

摘要

本发明公开了一种基于光伏组件故障率分析的光伏阵列运行维护方法，从元件可靠性的角度，每个组件划分为故障停运和正常运行两种状态，在考虑光伏阵列的运行状态时，将光伏阵列的整体正常运行率作为状态划分依据，对光伏阵列的运行状态进行了多状态划分。为了可以尽量保持原样本的精度，提高评估速度，选择向后场景削减技术来对光伏阵列的运行状态进行削减和划分。在光伏阵列状态划分基础上，考虑观测系统状态的连续性，建立半马尔科夫决策过程，包含六重元素：状态集、决策集、状态恢复概率、采取动作后平均转移时间、代价函数、准则函数。该模型的目标是求最优维护策略，使得折扣费用最小，从而获得最优维护策略，得到最经济的维护方案。

主权项

一种基于光伏组件故障率分析的光伏阵列运行维护方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：建立光伏阵列的多状态模型，所述光伏阵列包括1个以上发电单元，各发电单元包括m个光伏组件，m≥1；所述光伏组件处于故障停运和正常运行两种状态中的一种；将光伏阵列的整体正常运行率作为状态划分依据，对光伏阵列的运行状态进行多状态划分，建立了n状态模型进行模拟，该n状态模型的状态空间为E＝{1，2，…，n}，m为一个发电单元内组件串的数量，n＝m‑1。步骤2：削减光伏阵列的运行状态：根据光伏阵列的整体正常运行率，建立N状态光伏阵列的运行状态集，E＝{1，2，…，N}，N≤n；步骤3：根据光伏阵列的运行状态集E、决策集A_i＝{(m，τ_i)}、状态恢复概率采取动作A_i后平均转移时间T(i，A_i)、代价函数C(i，A_i)、准则函数V(i)，建立半马尔科夫决策过程；决策集A_i＝{(m，τ_i)}由维护方式和检测间隔组成，维护方式m＝{0，1，2}＝{继续运行、维修、更换}，检测间隔τ_i为距下一次检测的时间间隔；状态恢复概率为采取动作m后，状态i恢复到状态j的概率；采取动作A_i后平均转移时间T(i，A_i)计算如下：$T(i,A_i)=\left\{\begin{array}{cc}{t}_{jc}+{\Σ}_j{p}_{ij}^{m=0}\·t_j& m=0\\ t_{jc}+{\stackrel{\‾}{t}}_f+{\Σ}_j{p}_{ij}^{m=1}\·t_j& m=1\\ {\stackrel{\‾}{t}}_{tr}+t_{jc}+{\stackrel{\‾}{t}}_r+{\Σ}_j{p}_{ij}^{m=2}\·t_j& m=2\end{array}\right.---\left(6\right)$式中，t_jc为检测的待机时间；t_j为自然运行条件下状态j的平均逗留时间；是执行维护和更换动作时的平均动作时间；为替换组件的平均备货期；代价函数C(i，A_i)表示一周期内处于状态i采取恢复动作A_i到下一决策点的总费用，包含检测成本、维护成本、组件更换成本和因维护和更换带来的停机损失：

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