光伏陣列故障狀態(tài)的識別研究.pdf

1、　　隨著光伏發(fā)電技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用，已有大量的光伏系統(tǒng)投入運行。實際應(yīng)用中由于組件封裝工藝等原因，當(dāng)光伏組件運行八至十年后，局部區(qū)域因為氣孔的滲入或擴散而老化，使得組件中的部分電池損壞，影響系統(tǒng)輸出。因此，在大功率光伏發(fā)電系統(tǒng)中對光伏陣列進行實時有效的故障在線分析與診斷顯得十分重要。本研究通過理論分析與實驗驗證發(fā)現(xiàn)，處于不同工作狀態(tài)的太陽能電池，其表面溫度有明顯差異。紅外成像系統(tǒng)提供了一種能以較高的溫度和空間分辨率測量溫度分布的方法。

2、本文針對處于不同工作狀態(tài)下太陽能電池間存在明顯溫差這一特性，提出了基于紅外圖像分析的太陽能光伏陣列(電池)工作狀態(tài)分析與自動識別的方案。該方案首先對光伏陣列的紅外圖像進行一系列的處理與分析，提取可能的故障區(qū)域及區(qū)域的特征信息，綜合考慮環(huán)境溫度、照度、風(fēng)力等環(huán)境因素的影響，采用信息融合與模糊推理的方法，實現(xiàn)對光伏陣列中太陽能電池工作狀態(tài)進行自動識別。 論文主要就以下幾個方面進行了創(chuàng)新性的研究和探討：1、通過對光伏電池模型、機理、不

3、同工作狀態(tài)時的溫差及紅外特性的分析，論證了利用紅外圖像對太陽能光伏陣列進行非接觸式故障分析的可行性；2、針對光伏陣列紅外圖像的特點，提出了一系列對該類圖像進行拉伸、去噪、非均勻背景抑制和圖像分割的方法，并有效地提取了紅外圖像中有意義的特征信息；3、分析了不同季節(jié)各種環(huán)境因素(光照、環(huán)境溫度、風(fēng)力等)對處于不同工作狀態(tài)光伏電池的溫差及紅外特性的影響，提出了一種基于信息融合與模糊推理的對太陽能電池在不同環(huán)境下的正常、遮擋、老化、損壞等工作狀