【摘要】：當(dāng)煤炭和石油等化石能源頻頻告急,越來越多的國(guó)家開始關(guān)注太陽能資源。光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并且在惡劣的環(huán)境下經(jīng)常發(fā)生故障。光伏發(fā)電系統(tǒng)的監(jiān)控手段與故障診斷技術(shù)變得尤為重要,簡(jiǎn)單的監(jiān)控以及依靠純?nèi)斯す收蠙z測(cè)的技術(shù)不僅耗時(shí)長(zhǎng),而且效率低。光伏發(fā)電系統(tǒng)存在復(fù)雜的非線性問題,而且極易受外部環(huán)境的影響,因此難以針對(duì)性地獲取電站運(yùn)行的機(jī)理模型難。在大數(shù)據(jù)與人工智能飛速發(fā)展的時(shí)代,采用人工智能的故障診斷方法更能順應(yīng)技術(shù)發(fā)展的潮流,實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能化與信息化。當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)在不同狀態(tài)之間切換時(shí),各個(gè)組件的輸入輸出都會(huì)發(fā)生變化�；诠夥l(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析并總結(jié)文獻(xiàn)中光伏發(fā)電系統(tǒng)故障診斷方法的不足與難點(diǎn),提出一種聚類的故障診斷方法,通過DTW+k-means方法對(duì)采集到的光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行故障類型診斷。文獻(xiàn)中大部分實(shí)驗(yàn)通過仿真軟件,不能代表真實(shí)的光伏電站。使用本團(tuán)隊(duì)制造的微型光伏電站,分別在戶內(nèi)和戶外進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文的主要工作與創(chuàng)新點(diǎn)如下:1.首先介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的背景與發(fā)展歷程,總結(jié)了國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中的光伏故障類型和診斷方法。由于在真實(shí)光伏電站運(yùn)行中,無法得到大量的標(biāo)簽數(shù)據(jù),所以現(xiàn)有的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法就沒有大量的先驗(yàn)知識(shí)建立可靠的模型,因此此類方法在實(shí)際應(yīng)用中有一定的局限性。2.光伏發(fā)電系統(tǒng)可以提供海量的時(shí)間序列數(shù)據(jù),當(dāng)系統(tǒng)在不同狀態(tài)之間切換時(shí),系統(tǒng)各個(gè)組件的輸入輸出都會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化,因此前后數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性顯得尤為重要。而文獻(xiàn)中大部分方法都會(huì)忽略數(shù)據(jù)的時(shí)間標(biāo)簽,本文通過一種動(dòng)態(tài)時(shí)間扭曲法(DTW)提取前后數(shù)據(jù)的相似度。在此基礎(chǔ)上,提出一種時(shí)間序列k-means的光伏發(fā)電系統(tǒng)故障診斷方法,通過k-means方法對(duì)提取的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行聚類。同時(shí)針對(duì)k-means方法沒有先驗(yàn)知識(shí),無法判斷聚類效果的問題,引入聚類內(nèi)部和外部評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。通過內(nèi)部評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和外部評(píng)價(jià)準(zhǔn)則交叉驗(yàn)證,來提升聚類模型的準(zhǔn)確性。3.由于文獻(xiàn)中的方法大多通過SIMULINK等仿真軟件進(jìn)行模擬,或者在單獨(dú)的光伏電池板上進(jìn)行簡(jiǎn)單研究,實(shí)驗(yàn)設(shè)備與實(shí)驗(yàn)環(huán)境都沒有綜合考慮到整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)在真實(shí)環(huán)境中的運(yùn)行狀態(tài)。因此實(shí)驗(yàn)中采用自制的光伏電站模擬平臺(tái),在戶內(nèi)和戶外環(huán)境分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將現(xiàn)有方法與所提出方法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,結(jié)果表明時(shí)間序列k-means可以更好的分類出故障。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM615;TP277
【圖文】：

優(yōu)惠上網(wǎng)電價(jià)和對(duì)光伏并網(wǎng)用電進(jìn)行電價(jià)補(bǔ)貼。隨著政策支持力度的加強(qiáng)、光伏發(fā)電逡逑技術(shù)不斷提升，未來能源結(jié)構(gòu)中太陽能必將成為主要能源。２０１３－２０２０年全球和中國(guó)新增變化逡逑趨勢(shì)（２０１８后為預(yù)測(cè)）圖，如圖１．１。由圖１．１可看出，由于近年來光伏市場(chǎng)發(fā)展過快，供過于逡逑求，２０１８年新增裝機(jī)量增長(zhǎng)規(guī)模會(huì)大幅度減少，初步估計(jì)２０１９年全球裝機(jī)數(shù)將會(huì)保持慢增逡逑長(zhǎng)速度。逡逑１逡逑

圖２．２獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)逡逑２．２．１光伏陣列逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2725471