14、光伏系统预测诊断与拖拉机路径跟踪控制技术

光伏系统预测诊断与拖拉机路径跟踪控制技术

1. 孤立光伏系统的预测诊断

1.1 背景与问题提出

孤立光伏系统（IPVIs）能在任何位置自主提供清洁能源，应用广泛。但户外环境使光伏系统面临多因素的降解问题，其中“热点”现象是重要的降解模式，常由太阳能电池板表面的部分阴影引起。阴影会使受影响的电池反向极化，消耗能量并产生热量，导致电池板逐渐损坏，从局部变色到形成小坑，甚至可能引发火灾。

1.2 预测诊断技术

预测诊断技术聚焦于太阳能电池板（SP），当SP受部分阴影影响时，其电气参数I（电流）、V（电压）、P（功率）会明显降低。该技术通过对每个SP的数据时间序列中的电气变量值进行在线比较分析，检测并隔离预示最终故障事件的预测症状，为应用预测性维护技术提供操作空间，防止降解现象的发展。

1.3 材料与方法

• 传感器网络与数据采集 ：Victron GX设备可将光伏参数提供给NMEA2000网络，用于预测故障诊断。所有连接到GX控制器设备的传感器、电池监视器、逆变器和太阳能充电器都能通过NMEA2000网络总线传输数据，这些数据可由Vessel Data Recorder VDR100设备记录，并由安装在PC上的N2KExtractor软件处理。
  | 设备 | 监测变量 | 参数 | 范围 |
  | — | — | — | — |
  | DCM100 | V, I | 电池感应电压范围
  电池感应电压精度
  电池电流范围
  电池电流精度 | 0 到 50 VDC
  ±100 mV
  0 到 200