光伏发电系统是利用基于光生伏特效应的光伏电池直接将太阳辐射能转换为电能的发电系统。其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。光伏阵列属于光伏发电系统中的发电设备,并且受到自身和天气因素的影响较大。通过对光伏阵列可靠性的分析,利于进一步深入分析光伏发电系统的可靠性。根据光伏发电原理及光伏电池等效电路,分析了光伏组件的特性和影响光伏组件可靠性的各种因素。利用状态空间分析法,得到光伏组件的可靠性状态空间,进一步分析了光伏阵列的可靠性状态空间。光伏阵列输出功率与当地实时天气情况以及阴影遮挡等因素关系密切。光伏阵列会受到云层遮避,可能导致光伏组件发生故障,从而影响光伏阵列的功率输出。通过对云量的历史数据进行统计分析,得到不同云量出现的概率,利用云遮系数法计算有云天气时的太阳辐照度。将光伏组件故障类型分为两种:一种是自身因素故障,利用故障率曲线进行模拟;另一种是外界因素导致的故障,利用数学模型模拟。考虑时间、天气、温度、太阳辐照度、云量等环境因素,以日照时间模型、太阳辐照度模型、云量概率模型以及光伏组件故障模型为基础,建立了光伏阵列可靠性模型。对光伏阵列可靠性模型进行仿真并记录在一定模拟时间内的光伏阵列运行情况、输出功率情况、不同状态累计情况以及其他状态指标数据。运用两种不同思路的聚类方法评价光伏阵列可靠性:太阳辐照度聚类法是以太阳辐照度和故障情况作为聚类依据,将光伏阵列的运行情况划分为若干状态,得出各个状态下的等效输出功率和状态累计时间以及其他多个指标数据,对光伏阵列的可靠性进行综合评价;输出功率聚类法是以输出功率作为聚类依据,把光伏阵列的运行情况分为若干个状态,得出各个状态下的状态指标以及状态转移矩阵,以此综合评价光伏阵列的可靠性。