一種判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法，其包括下述步驟：采集直流側的電流數(shù)據(jù)；根據(jù)公式計算基于諧波的比例因子K；根據(jù)公式計算整定閾值Th；若K＜Th，則判定光伏并網(wǎng)逆變器未發(fā)生故障；若K＞Th，則判定光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)生故障。本發(fā)明在現(xiàn)有逆變器保護的基礎上提出了基于諧波比例因子K的自適應保護方案的判斷方法，本發(fā)明的方法適應不同逆變器的故障類型的判斷，并且不受外部環(huán)境變化的影響，判斷準確。
【專利說明】一種判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法。

【背景技術】
[0002]分布式電源中，電壓型逆變器是整個系統(tǒng)最核心、最重要的設備。由于功率開關管的脆弱性和控制的復雜性，使得逆變器成為系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)，其可靠性問題一直存在?，F(xiàn)有的逆變器保護主要有:過流保護、過壓保護、欠壓保護、溫度保護等。這些保護原理較為簡單，沒有充分利用逆變器的故障特點。目前，對逆變器保護方面的研究還比較少。Blaabjerg F 等在《Single current sensor technique in the DC link ofthree-phase PWM-VS inverters: a review and a novel solut1n》中闡述了米用在直流側裝設電流傳感器，通過直流側電流與閾值比較實現(xiàn)逆變器短路故障的保護，其實質就是過流保護[IEEE Transact1ns on Industry Applicat1ns, 1997, 33(5): 1241- 1253]。楊忠林等在《基于直流側電流檢測的逆變器開路故障診斷方法》中提出了對逆變器單管短路和斷路的判斷方法[中國電機工程學報，2008，28(27): 18- 22]，但沒有在實際中得到應用。
[0003]附圖1顯示了光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的組成，其主要包括光伏電源(PV)、電壓型三相橋式逆變器、具有阻尼繞組的LCL型濾波器、并網(wǎng)控制環(huán)節(jié)和系統(tǒng)等部分。逆變器常見的斷路故障可以分為四類:單管斷路(如VT6)、一相斷路(如VT5和VT6)、同一半橋兩管(如VT3和VT5)和交叉兩管斷路(如VT3和VT6)，具體見表I?？梢姡孀兤鞯墓收习l(fā)生復雜，故障判斷和保護較為復雜。
[0004]表I逆變器內部斷路故障分類
~型mmns.VT卜 VT2' VT3^ VT4.VT5, VT6
——二爾醫(yī)躍.................................................................................................VT1VT3^—VfjVT4;—vWf*.............................................................................—— ντ,ντ^ VTlVTs.ντ3ντ5、ντ2ντν ντ2ντ6.兩領If SSVT4VT6
—交叉兩管斷..............VT1VT4,..........ν'Τιν'?^,..........Vf3V^"...........ντ'Ρ'Τβ,..........V1T2VT5,
、**__VT.| VTs_
現(xiàn)有的逆變器保護按照如下方案配置:直流側裝設過流保護、過壓保護、欠壓保護、過熱保護。過流保護直流量判據(jù)為公式(4)
- KmJm ⑷
其中，為可靠系數(shù)，取1.1 ；
/d。為直流側電流；
人為正常工作時直流側的最大工作電流。但是，在某些情況下，逆變器內部發(fā)生斷路故障，直流側的直流分量小于保護整定值，式(4)所示的過流保護無法動作，造成直流側裝設的過流保護無法反映逆變器內部斷路故障。據(jù)此，本發(fā)明提出新的判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法。


【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡便，判斷可靠并可適應不同外部環(huán)境的判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
本發(fā)明的方法包括下述步驟:
步驟一:采集直流側的電流數(shù)據(jù):用單極性霍爾電流變換器檢測直流電流，通過傅里葉算法得到基波電流分量以及各高次諧波電流分量；
步驟二:根據(jù)公式(I)~(2)計算基于諧波的比例因子:

【權利要求】
1.一種判斷光伏并網(wǎng)逆變器故障的方法，其特征在于其包括下述步驟: 步驟一:采集直流側的電流數(shù)據(jù):用單極性霍爾電流變換器檢測直流電流，通過傅里葉算法得到基波電流分量以及各高次諧波電流分量； 步驟二:根據(jù)公式(I)?(2)計算基于諧波的比例因子:
(O Aotal = /i + Z2 + Λ + Λ + Λ + Λ (2) 其中#為比例因子， Ztotai為直流側的總諧波電流有效值，單位為安培(A)； I1為直流側包含的基波電流，即步驟一中計算所得的直流側基波電流分量； I2?h為直流側包含的二次諧波電流，即步驟一中計算所得的直流側二?六次諧波電流分量; 10為正常工作時直流側最大工作電流的直流分量，單位為安培(A); 步驟三:根據(jù)公式(3)計算整定閾值Th: Th = Ktel XK0(3) 其中A為正常工作時的諧波比例因子； Ktel為可靠性系數(shù)，為100 ； Th為整定閾值； 步驟四:依據(jù)下述關系式，判斷光伏并網(wǎng)逆變器是否發(fā)生故障: 若Th，則判定光伏并網(wǎng)逆變器未發(fā)生故障， 若Th，則判定光伏并網(wǎng)逆變器發(fā)生故障， 其中#為比例因子； Th為整定閾值。
【文檔編號】G01R31/42GK104181474SQ201410349429
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權日:2014年7月22日
【發(fā)明者】趙杰, 王碩, 劉國平, 黃朝暉, 方永毅, 史文麗, 王敬引, 山春鳳, 楊建華, 武劍, 宋靜, 劉卉, 陳元元, 程慧琳, 楊華, 李吉昌, 馬樂, 王清亮, 陳子來, 沈洋, 王小丹, 李佳琪, 肖瑩, 米超, 曹培 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司, 國網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司