基于故障树模型的光伏跟踪系统可靠性分析-电测与仪表.DOCVIP

基于故障树模型的光伏跟踪系统可靠性分析* 董颖华 丁杰 李红涛 黄晶生 （中国电力科学研究院新能源所，南京 210003） 摘要：本文针对光伏跟踪系统可靠性评估进行了研究，通过对光伏跟踪系统主要结构进行分析，提出光伏跟踪系统可靠性评估指标，建立光伏跟踪系统可靠性评估故障树以及各模块可靠性模型。根据某跟踪型光伏电站现场实际故障情况的数据统计与分析，采用极大似然估计法确定各模块可靠性参数，并利用故障树对光伏跟踪系统整体可靠性进行评估，结果证明本文评估方法的有效性。 关键词：光伏发电；光伏跟踪系统；可靠性；参数估计 中图分类号：TM464 文献标识码：B 文章编号：1001-1390（2015）00-0000-00 Reliability analysis of PV tracking system based on fault tree model Dong Yinghua, Ding Jie, Li Hongtao, Huang Jingsheng (China Electric Power Research Institute, Nanjing, 210003, China) Abstract: In this paper, the reliability of PV tracking system is analyzed and evaluated. According to analyze the main structure of PV tracking system, the fault tree of reliability evolution of PV tracking system and the reliability model of each module are established. The maximum likelihood estimation method is used to determine the reliability parameter of each module by counting the field fault data of a tracking PV station. Based on the parameter determined, the reliability of PV tracking system is evaluated by using the fault tree. The results prove the effectiveness of the evaluation method. Keywords: PV power generation, PV tracking system, reliability, parameter estimation 引 言 近年来，国家通过光伏电站上网电价的形式对光伏电站进行补贴，光伏电站发电量的多少成为电站投资方以及电站建设方关注的焦点。采用光伏跟踪系统可有效提高单位时间内光伏电站发电量。光伏发电跟踪系统由于采用较多电子与机械单元来控制跟踪支架的转动，系统的可靠性是光伏跟踪系统是否优化的一个重要指标。 根据结构分析可以看出，光伏跟踪系统为一典型的机电一体化设备。目前，针对机电设备的可靠性分析主要有以下研究：文献[1]针对机电一体化的汽车ABS系统可靠性进行分析，首先将系统分为电子环节、机械环节和软件环节，分析各环节可靠性分布函数，采用截尾极大似然估计法对各分布函数中的未知参数进行估计。文献[2]分析了截尾法和非截尾法在机电系统可靠性分布函数中对未知参数的评估方法。文献[3-4]均对研究对象进行整体的可靠性分析，通过相关文献资料确定被研究对象整体可靠性分布函数，再通过极大似然估计对分布函数中的参数进行估计。但是，对光伏跟踪系统可靠性未见相关研究。 文章针对光伏跟踪系统可靠性进行分析与评估。首先对光伏跟踪系统各模块进行分析，提出跟踪系统可靠性评估指标，建立系统整体可靠性故障树以及各部件的可靠性模型。通过极大似然估计法确定各部件可靠性模型参数，进而对光伏跟踪系统可靠性进行评估。 光伏跟踪系统结构分析 光伏跟踪系统按照控制方式可分为主动控制和被动控制，按照结构可分为单轴跟踪和双轴跟踪[5]。不同控制方式与结构导致光伏跟踪系统结构不相同，考虑到目前国内没有被动控制跟踪方式，因此仅针对主动控制跟踪方式的光伏系统结构进行分析。 主动控制跟踪系统按照结构的不同又可分为基于微机控制和光电探测器的闭环光控跟踪、基于时间地理信息的开环时控跟踪、带有辅助性对称光伏组件的跟踪以及以上几种的不同组合。在结构上，目前大部分光伏跟踪装置主要分为以下几个模块： （1）控制模块：主