伴随着对可再生能源应用的迫切需求,人类不断探索对太阳能的开发与应用,作为太阳能发电应用的重要组成部分,各种规模的光伏电站陆续投入使用。随着光伏电站的长期运行,其发电主要载体光伏组件逐渐暴露出很多故障问题,其中热斑故障因其不仅影响光伏组件发电量还会引起组件温度过高伴有火灾隐患而成为最受关注的光伏组件故障问题之一。了解热斑故障的形成机理、发热影响以及在光伏系统正常运行时迅速诊断出热斑故障并评估它的发热程度,对提升光伏电站发电量及系统运行安全稳定性具有重要意义。论文主要分析了常规热斑故障与非常规热斑故障的形成机理,结合光伏电池失配对光伏组件旁路二极管导通的影响并利用曲线复合原理推导出热斑组件Ⅰ-Ⅴ曲线特征的演变;通过仿真模拟和实验模拟得到光伏组件在不同失配情况下输出的Ⅰ-Ⅴ曲线,并分析了各种曲线特征出现的原因,针对特定热斑组件利用所提出的光伏电池简化Ⅰ-Ⅴ曲线推导出实验模拟操作中k₃、R_sh+的确定方法;将热斑组件的Ⅰ-Ⅴ曲线类型进行归纳,提出五点求距法以识别曲线台阶特征,并据此提出一种光伏组件热斑故障诊断方法,通过实际运行结果评价了该诊断算法的精确率和召回率,并分析了误判和漏判原因;根据光伏电池等效电路模型推导出热斑电池的功率损耗计算方法,并综合其实际工作电流大小及Ⅰ-Ⅴ曲线计算出功率损耗具体大小进而评估其发热严重程度。