前言

在我国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标指引下，能源低碳转型步入长发展周期。相关数据显示，“十四五”期间，我国每年新增光伏装机容量将保持在80GW左右，累计新增光伏装机容量在400GW左右，这意味着未来光伏年新增装机容量将成倍增长。而在光伏装机容量迅猛增长的大背景下，人们也越来越意识到光伏电站的运行维护技术至关重要。光伏组件和并网逆变器作为光伏发电系统中的基础性关键装备，其可靠运行直接决定了系统的能效水平和运营利润。我国分布式光伏发电典型应用于丘陵山地、水面、鱼塘、屋顶等地势或环境相对复杂的场景，装备受环境外因及运行工况影响极易诱发各类缺陷或故障。如何在光伏发电系统建设成本约束下始终保证核心装备服役期间的可靠运行，是目前光伏发电领域亟待突破的关键难题之一。

本书正是在这样的背景下编写而成的。作者团队与阳光电源股份有限公司开展了长期深入合作，从2016年开始，陆续完成了对应用在阳光电源厂区屋顶5MW光伏电站、江苏盱眙20MW光伏电站、合肥肥东梁园100MW水面光伏电站、广东韶关110MW光伏电站、广西合浦30MW林光互补电站、吉林白城100MW光伏电站、贵州威宁900MW光伏电站、安徽灵璧渔沟镇120MW光伏电站、山西左云50MW山地光伏电站等各类分布式光伏电站的组件测试数据统计工作，掌握了不同运行环境和电站类型下光伏组件的典型故障特征及故障概率分布情况，并在此基础上深入研究了数据驱动的光伏电站运行状态实时监测与故障智能化诊断技术的可行性和优越性。衷心希望与从业者共同分享多年来从实际电站测试中凝练出的工程解决方法。

本书由三位作者共同讨论确定了编写大纲，并完成了撰写工作。全书共分为5章。第1章主要阐述了智能化光伏电站关键装备故障诊断技术的发展及已有方法。第2章重点介绍了服务于光伏发电系统仿真模拟的光伏电池的不同建模方法。可依据不同的仿真需求，选择不同的光伏电池模型。第3章分析了常用光伏组件在不同辐照度、不同缺陷和故障下的数据特征，并提出了基于光伏组件I-V数据的故障特征量提取、解耦及故障诊断方法。第4章将研究对象拓展为光伏电站的组串或阵列，介绍了基于光伏组串I-V数据的故障特征量提取、解耦及故障诊断方法。第5章聚焦于光伏并网逆变器，讨论了光伏并网逆变器发生硬件故障等情况下的故障迅速定位和成因分析方法。

本书相关工作的完成得到了阳光电源股份有限公司的大力支持，项目团队在公司中央研究院徐君技术总监和云平高级工程师的指导下，完成了大量实际运行电站的测试和数据整理工作，作者向长期支持高校科研发展的优秀企业致以最崇高的敬意。同时本书的编写还得到了作者所在团队许多老师和同学的支持和帮助，特别是得到了张兴老师的细心指导和鼓励，还有凌峰、刘恒、王海松、孟雪松、熊鹏博、刘星、蒋庭植、宋启伟等同学的帮助，在此一并表示诚挚的感谢。本书部分内容是在国家自然科学基金（52061635101、51977054）资助下完成的，在此深表感谢。

由于作者水平有限，加之编写时间仓促，书中难免存在不足，甚至是错误，恳请广大读者批评指正。

作者