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申请/专利权人：山东国华时代投资发展有限公司

摘要：本发明公开了一种新能源场站运行故障智能演化分析方法及系统，涉及场站故障分析的技术领域，通过实时监测光伏组件的遮挡信息和电池片性能数据，生成条件变化集合，并结合红外热像仪识别热斑分布区域，该过程能够及时捕捉光伏组件的动态变化，进一步确保分析数据的准确性和实时性；在识别出热斑分布区域后，利用实时监测的玻璃应力差异数据和边界条件数据，结合经过训练的力学模型，模拟热斑效应引起的玻璃应力分布；通过获取热应力系数Rfxs，能够精确评估热斑效应对光伏组件玻璃的破坏程度。通过拟合出热斑分布区域的故障预测指数Gyzs，进一步评估出热应力梯度，并与预设的差异阈值Q进行对比分析，从判断光伏组件表面玻璃破裂的风险等级。

主权项：1.一种新能源场站运行故障智能演化分析方法，其特征在于：包括以下步骤；S1、利用计算机模拟软件，将新能源场站内部署的光伏组件进行仿真模拟，以获取光伏组件初步仿真图像，并将光伏组件初步仿真图像划分为若干组区域；S2、对新能源场站内的光伏组件进行实时监测与记录，以获取组件遮挡数据信息和相关电池片性能数据信息，生成条件变化集合，根据条件变化集合对光伏组件初步仿真图像进行进一步仿真，以构建热斑呈现系数Rcxs，并结合红外热像仪，在光伏组件初步仿真图像中识别并确定热斑分布区域，并做序号标记；S2具体包括：S21、通过在光伏组件周围部署若干组监测仪器，以监测获取条件变化集合，所述条件变化集合包括组件遮挡数据信息和相关电池片性能数据信息，其中，所述组件遮挡数据信息包括光伏组件上各个区域的遮挡物类型、遮挡物的遮挡面积、遮挡物的透光度Tgd以及遮挡物位置，并根据各个区域遮挡物的遮挡面积，计算获取各个区域的遮挡物面积占比Zzb；所述相关电池片性能数据信息包括光伏组件上各个区域内太阳能电池片的光电转换效率Gdzx以及输出电流值Sdz；S22、依据S21步骤获取的条件变化集合，将光伏组件初步仿真图像进行进一步仿真，仿真内容如下：S221、根据各个区域所监测到的遮挡物类型、遮挡物位置、遮挡物的遮挡面积Zdmj以及遮挡物的透光度Tgd，在光伏组件初步仿真图像的基础上，对光伏组件的遮挡情况进行模拟；S222、并根据遮挡物位置，确定具体受影响的太阳能电池片所在区域；S223、根据各个区域内太阳能电池片的光电转换效率Gdzx以及输出电流值Sdz，生成各区域输出电流的分布图，以展示电流变化情况，生成整体输出功率的分布图，展示光伏组件不同区域的功率输出情况；S23、基于组件遮挡数据信息，将遮挡物面积占比Zzb及相应区域遮挡物的透光度Tgd做线性归一化处理后，并将相应的数据值映射在区间内，分析计算获取相应区域内的温度差异因子Wcyz，具体按照以下方式获取：；式中，表示为第i区域内的遮挡物面积占比，表示为第i区域内遮挡物的透光度，分别表示为第i区域内的遮挡物面积占比及第i区域内遮挡物的透光度的权重系数；S24、依据相关电池片性能数据信息，并结合S23步骤中所获取的温度差异因子Wcyz，并经过线性归一化处理后，计算获取相应区域的热斑呈现系数Rcxs，具体按照以下方式获取：；式中，均为权重系数，表示为第i区域内太阳能电池片的光电转换效率，表示为第i区域内太阳能电池片的输出电流值，表示为第一修正常数；S3、实时监测光伏组件表面玻璃的相关应力差异数据，并监测玻璃的边界条件数据，以生成玻璃呈现集合，当识别出热斑分布区域时，分析光伏组件表面玻璃受到热斑效应的破坏程度，依据相关应力差异数据，并结合经训练后的光伏组件表面玻璃的力学模型，模拟出热斑分布区域内，由热斑效应引起的玻璃应力分布，以获取相应热斑分布区域的热应力系数Rfxs；S3具体包括：S31、在对条件变化集合进行监测获取的同时，监测获取玻璃呈现集合，所述玻璃呈现集合包括光伏组件表面玻璃的相关应力差异数据和玻璃的边界条件数据，其中，光伏组件表面玻璃的相关应力差异数据包括各个区域玻璃厚度Bhd、热应力Ryz、热斑温度Rbwd以及热斑面积Rjm，并从若干组区域内抽取出具有热斑效应的区域的相关应力差异数据；所述玻璃的边界条件数据包括玻璃边界处支撑点数量及各个支撑点间的间距，并比对各个支撑点间的间距是否一致，若不一致，则抽取出间距最大值和间距最小值，以计算获取边界支撑点间距差值Bjjc；S32、使用卷积神经网络构建初始模型，并以玻璃呈现集合对初始模型进行训练和测试，并将训练后的初始模型作为状态识别模型，获取状态识别模型内的特征信息，并将获取的特征信息对状态识别模型进行训练和测试，结合识别出的热斑分布区域，将训练后的状态识别模型作为光伏组件表面玻璃的力学模型，并经过训练后的光伏组件表面玻璃的力学模型，计算获取相应热斑分布区域的热应力系数Rfxs；S33、结合S32步骤中光伏组件表面玻璃的力学模型，通过将热斑温度Rbwd及相应区域内的热应力Ryz相关联，并经过线性归一化处理后，计算获取相应区域的热应力系数Rfxs，具体按照以下公式获取：；式中，表示为第j热斑分布区域内的热应力系数，表示为第j热斑分布区域内的玻璃厚度，表示为第j热斑分布区域内的热斑温度，表示为第j热斑分布区域内的热斑面积，表示为第j热斑分布区域内的热应力，均为权重系数，表示为第二修正常数；S4、结合S2步骤和S3步骤中获取的热斑呈现系数Rcxs和相应区域的热应力分布系数Rfxs，拟合获取相应热斑分布区域的故障预测指数Gyzs，并综合比较若干组热斑分布区域的故障预测指数Gyzs，评估出热应力梯度，将热应力梯度与预先设置的差异阈值Q进行对比分析，以综合估判光伏组件表面玻璃破裂的风险，并采取相应的预防手段。

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