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深度生成数字孪生框架下的光伏阵列故障诊断OA

Fault Diagnosis of Photovoltaic Array Under Deep Generative Digital Twins Framework

中文摘要英文摘要

针对现实工况下光伏阵列故障数据获取困难导致传统诊断方法在小样本场景中特征提取困难、诊断性能不佳的问题,提出一种深度生成数字孪生的光伏阵列故障诊断方法.首先,利用实际光伏系统参数构建机理模型以生成典型故障数据,解决数据不足的问题;其次,建立基于最小二乘支持向量机的交叉递归特征消除模块,自动评估并筛选关键特征,提高特征的有效性;随后,提出一种一维皮尔逊系数 UNet 扩散模型,学习故障数据内在分布特征并增强数据多样性;最后,引入天鹰优化算法优化的随机配置网络,实现增强数据下的精准故障诊断.所提方法在 250 kW 光伏并网系统上进行实验验证,最终实现 97.9%的故障诊断准确率.

Aimed at the problems of poor feature extraction and suboptimal diagnostic performance under small-sample scenarios,which are caused by difficulty in obtaining the photovoltaic(PV)array fault data under real operating condi-tions,a deep generative digital twins-based PV array fault diagnosis method is proposed.First,a mechanism model is constructed using the parameters of an actual PV system to generate typical fault data,addressing the issue of data scar-city.Second,a recursive feature elimination in cross validation module based on least squares support vector machine is developed to automatically evaluate and select the key features,enhancing the features'effectiveness.Third,a one-dimensional Pearson correlation coefficient UNet diffusion model is proposed to learn the intrinsic distribution character-istics of fault data and enhance the data diversity.Finally,a stochastic configuration network optimized by the aquila op-timizer is introduced to achieve an accurate fault diagnosis based on the augmented data.The proposed method was ex-perimentally validated on a 250 kW grid-connected PV system,achieving a fault diagnosis accuracy of 97.9%.

甄成;刘利强;齐咏生;李永亭

内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080||大规模储能技术教育部工程研究中心,呼和浩特 010080||内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心,呼和浩特 010080内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080||大规模储能技术教育部工程研究中心,呼和浩特 010080||内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心,呼和浩特 010080内蒙古工业大学电力学院,呼和浩特 010080||大规模储能技术教育部工程研究中心,呼和浩特 010080||内蒙古自治区高等学校智慧能源技术与装备工程研究中心,呼和浩特 010080

信息技术与安全科学

光伏阵列数字孪生故障诊断随机配置网络

photovoltaic(PV)arraydigital twinsfault diagnosisstochastic configuration network

《电力系统及其自动化学报》 2026 (4)

25-36,12

国家自然科学基金资助项目(62363029).

10.19635/j.cnki.csu-epsa.001641

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