如何快速從太陽能遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析中找出陰影故障

隨著智慧化物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，更多的硬件產(chǎn)品披上了智慧化的外衣，智慧化太陽能供電系統(tǒng)也開始應(yīng)用于各種場所。離網(wǎng)供電系統(tǒng)的智慧化實現(xiàn)是將傳統(tǒng)的風(fēng)光互補供電、太陽能供電架構(gòu)+物聯(lián)網(wǎng)+無線通訊技術(shù)的完美融合，實現(xiàn)遠程化的后臺數(shù)據(jù)監(jiān)測與管理。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的太陽能發(fā)電遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)，可通過傳感器實時采集太陽能供電系統(tǒng)運行參數(shù)，環(huán)境參數(shù)，具備對蓄電池數(shù)據(jù)、太陽能系統(tǒng)數(shù)據(jù)、負載電流、工作溫度等工作電源狀態(tài)進行監(jiān)測和上傳功能，同時可實現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳OSD視頻畫面疊加顯示。對數(shù)據(jù)進行調(diào)用分析后進行設(shè)備故障報警、設(shè)備狀態(tài)預(yù)測與故障預(yù)報，提供設(shè)備故障維修、決策和分析；具備對設(shè)備的遠程控制功能，可在預(yù)設(shè)條件或遠程指令控制下開啟和關(guān)閉前端裝置的供電電源；系統(tǒng)同時支持遠程自診，通過遠程技術(shù)支持，對實時數(shù)據(jù)的記錄支撐了故障溯源分析，有效減少人工經(jīng)驗判斷的誤差，實時監(jiān)控部件生命周期管理，便于及時更換部件及排除安全隱患，保障系統(tǒng)發(fā)電的穩(wěn)定。

簡單的來說就是可以隨時隨地了解太陽能供電系統(tǒng)的運行情況，還可從遠程管理系統(tǒng)參數(shù)和運行圖形中，找到系統(tǒng)可能存在的問題，判斷故障的類型，從而快速及有針對性的解決問題，降低項目損失及維護成本。言歸正轉(zhuǎn)，陰暗遮擋是太陽能供電系統(tǒng)最常見的一種故障，而動態(tài)的陰影遮擋并不是一直都有，需要在現(xiàn)場長時間觀察才能看到，但從太陽能發(fā)電遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)參數(shù)中也可以找到規(guī)律。

1、什么是陰影遮擋

由于受到云層，樹木，建筑物以及飛禽排泄物的影響，光伏陣列會受到局部陰影遮擋，這時候太陽能組件接收的光照強度會發(fā)生改變，逆變器輸出功率降低。

陰影又分為主觀陰影和客觀陰影，主觀陰影又可以分為動態(tài)陰影和靜態(tài)陰影，客觀陰影指因天氣原因而造成的光照強度減弱，比如云霧、雨雪等天氣，主觀陰影是由附近障礙物阻攔了陽光直射而造成的陰影覆蓋，主觀靜態(tài)陰影特指組件表面的覆蓋物，如鳥糞、樹葉、灰塵、積雪等。主觀動態(tài)陰影就是廣義的“陰影”，它由光伏系統(tǒng)周邊的高大建筑物，煙窗、樹林、電線桿，或者方陣前后排引起的，形狀隨太陽的移動而變化，一般中午太陽直射時沒有，早晨或者傍晚有。

2、陰影遮擋對系統(tǒng)的影響

晶硅組件是由60或者72個電池片組成的，一般是20或者24個電池片構(gòu)成一串，每串都有一個旁路二極管，當(dāng)組件出現(xiàn)局部遮擋或者損壞時，由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，產(chǎn)生熱斑效應(yīng)，電阻值增加，二極管兩端電壓升高而導(dǎo)通，讓其它正常組件所產(chǎn)生的電流通過，系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)電。

3、陰影遮擋系統(tǒng)參數(shù)的變化情況

當(dāng)陰影遮擋面積不大時：旁路二極管未導(dǎo)通，組串的工作電壓稍微升高，電流降低較大，功率下降到80%以上。

當(dāng)陰影遮擋面積較大時：旁路二極管導(dǎo)通，組串的電壓降低，電流稍微升高，但仍比正常的低。

當(dāng)陰影遮擋沒有時，電壓和電流立即恢復(fù)正常，功率曲線也恢復(fù)正常。

功率變化曲線如下圖所示：

通過逆變器自帶的I-V和P-V曲線掃描，也可以看到

其它故障，如組件損壞、臟污、組件衰減也會引起方陣功率下降，陰影遮擋有其獨有的特點：

（1）陰影剛開始時，一般都是電壓先升高，再下降，電流先下降，再上升，組串I-V曲線出現(xiàn)雙峰或者多峰。

（2）方陣功率下降，出現(xiàn)的時間有規(guī)律，一是有陽光的時候，且陽光強度越大，功率下降越多；二是每天出現(xiàn)的時間和恢復(fù)的時間都差不多。

4、出現(xiàn)陰影遮擋故障怎么辦

根據(jù)電路串聯(lián)原理，當(dāng)系統(tǒng)有一塊組件受到陰影遮擋時，整個MPPT回路發(fā)電都會受到影響，因此在太陽能供電系統(tǒng)選址和設(shè)計過程中，應(yīng)避開高大建筑、塔桿或樹木布置太陽能組件，確保組件之間保持適當(dāng)?shù)男虚g距，對太陽能組件形成陰影。

如果環(huán)境復(fù)雜，在太陽能控制器的選擇上，勿選PWM太陽能控制器，建議選擇MPPT太陽能控制器，多組件發(fā)電系統(tǒng)也可選擇MPPT多路的太陽能控制器，因為每個MPPT回路都是單獨跟蹤，不會影響其它回路。所謂的MPPT（Maximum Power Point Tracking）也就是最大功率點跟蹤。最大功率點跟蹤控制器，就是在控制器中設(shè)計了一個能夠進行智能運算并實施隨時跟蹤的裝置來實現(xiàn)實時監(jiān)控太陽能板的發(fā)電電壓，并追蹤最高電壓電流值（VI），通過輸出最高點的電能，使系統(tǒng)以最高的效率對蓄電池充電。大家都知道，給太陽能儲能蓄電池充電，太陽能組件的輸出電壓必須高于蓄電池的當(dāng)前電壓，如果太陽能組件的電壓低于蓄電池的電壓，輸出電流就會接近0。而且，太陽能組件的輸出并不是固定的，它是會隨著輻射強度，環(huán)境溫度等各種條件變化，傳統(tǒng)的太陽能控制器其工作參數(shù)是設(shè)定了的，它以設(shè)定的參數(shù)方式（或以恒壓，或以恒流）來進行太陽能組件的電量轉(zhuǎn)移，不會根據(jù)周圍環(huán)境的變化而改變；所以，以固定的方式給轉(zhuǎn)換太陽能組件的能量，一方面容易造成太陽能儲能蓄電池永遠處于充不滿狀態(tài)，另一方面在天氣好光照強時不能充分利用太陽能組件，造成系統(tǒng)浪費。

優(yōu)秀的太陽能控制器根據(jù)輻射強度，環(huán)境溫度和蓄電池電壓,對充放電進行智能管理。能夠在不同充電模式下對太陽能儲能蓄電池進行充電,提高太陽能組件最大充電效率,同時延長蓄電池使用壽命。真正實現(xiàn)保障供電系統(tǒng)高效發(fā)電，穩(wěn)定不掉電。