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边缘计算在光伏阵列故障智能诊断中的应用
目录
内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1.1光伏发电行业发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
1.1.2光伏阵列故障诊断的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.1.3边缘计算技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1.2.1光伏阵列故障诊断技术发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
1.2.2边缘计算在能源领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
光伏阵列故障机理与诊断方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.1光伏阵列基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.1.1光伏电池工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
2.1.2光伏组件构成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
2.1.3光伏阵列拓扑结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
2.2光伏阵列常见故障类型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
2.2.1单体电池故障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
2.2.2组件故障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
2.2.3逆变器故障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
2.2.4接线盒故障．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
2.3传统光伏阵列故障诊断方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
2.3.1基于人工巡检的诊断方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
2.3.2基于数据采集与传输的诊断方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
2.3.3基于中心化计算的故障诊断方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
基于边缘计算的光伏阵列故障智能诊断系统架构．．．．．．．．．．．．．43
3.1系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
3.1.1系统功能需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
3.1.2系统硬件架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
3.1.3系统软件架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3.2边缘计算节点设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
3.2.1边缘计算节点硬件配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
3.2.2边缘计算节点软件平台．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
3.3数据采集与传输模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
3.3.1数据采集传感器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
3.3.2数据采集协议设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
3.3.3数据传输网络设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
3.4故障诊断算法模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
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