[發明專利]在能量轉換系統中定位接地故障和絕緣降級狀況的方法

在審

• 申請號: 201310509036.8
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103901318A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: M.阿加米;M.哈夫曼托多羅維奇;A.埃拉塞爾;A.W.加爾布雷思
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R23/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 易皎鶴;湯春龍

描述用于確定能量轉換系統內的接地故障或絕緣降級狀況的方法。用于確定能量轉換系統內的接地故障的方法可部分包括將差分電流的基線波形與能量轉換系統中的多個DC載流導體在操作期間的差分電流的波形比較。用于確定能量轉換系統內的絕緣降級的方法可部分包括差分電流的基線頻譜與能量轉換系統中的多個DC載流導體在啟動時的差分電流瞬態的頻譜比較。在一個實施例中，能量轉換系統可以是光電系統。

關于聯邦資助研究或發展的聲明

本發明通過在由能源部（DOE）授予的合同號DE-EE0000572下的美國政府支持做出。美國政府在本發明中具有某些權利。

技術領域

本文公開的主題大體上涉及能量轉換系統并且具體地涉及在能量轉換系統中確定或定位接地故障和絕緣降級的方法。

背景技術

光電（PV）電池通過利用效應而將光轉換成直流（DC）：當太陽光或一些其他光落在電池表面上時，在電池材料的原子價帶中存在的電子通過吸收的能量而被激發，并且最后跳躍到導帶并且變成自由的。然后，自由電子可被帶正電的電極吸引，從而產生DC電壓。PV系統典型地包括串聯/并聯連接來形成模塊的多個PV電池，這些模塊串聯連接來形成串，并且串并聯連接來形成DC配電網絡。

接地故障在包括DC配電網絡（諸如例如光電（PV）系統）的能量轉換系統中是主要隱患。接地故障的迅速檢測和定位將提供更高的系統可用性以及對個人和設備的更好保護。

發明內容

在一個實施例中，描述檢測能量轉換系統內的接地故障的方法。該能量轉換系統包括多個DC載流導體。該方法使用一個或多個處理器來執行。該方法包括：例如獲得能量轉換系統內健康DC網絡的多個DC載流導體的差分電流的基線頻譜；在操作期間測量來自多個DC載流導體的差分電流；分析在操作期間來自多個DC載流導體的測量的差分電流的頻譜；由處理器將電流的基線頻譜與在操作期間測量的差分電流的頻譜比較；以及確定在所述能量轉換系統內是否存在絕緣降級，該確定部分基于基線頻譜與在操作期間測量的差分電流的頻譜的比較。

在另一個實施例中，描述檢測能量轉換系統內的絕緣降級的方法。該能量轉換系統包括多個DC載流導體。該方法使用一個或多個處理器來執行。該方法包括：例如獲得能量轉換系統內健康DC網絡的多個DC載流導體在啟動時的差分電流的基線頻譜；測量來自多個DC載流導體在啟動時的差分電流瞬態；分析來自多個DC載流導體在啟動時的測量的差分電流瞬態的頻譜；由處理器將電流的基線頻譜與在啟動時測量的差分電流瞬態的頻譜比較；以及確定在所述能量轉換系統內是否存在絕緣降級，該確定部分基于基線頻譜與在啟動時測量的差分電流瞬態的頻譜的比較。

提供一種檢測能量轉換系統內的接地故障的方法，所述能量轉換系統包括多個DC載流導體，所述方法使用一個或多個處理器來執行，所述方法包括：

獲得所述能量轉換系統內健康DC網絡的多個DC載流導體的差分電流的基線波形；

在操作期間測量來自所述多個DC載流導體的差分電流；

分析在操作期間來自所述多個DC載流導體的測量的差分電流的波形；

由處理器將電流的基線波形與在操作期間測量的電流的波形比較；以及

確定在所述能量轉換系統內是否存在接地故障，所述確定部分基于差分電流的基線波形與在操作期間測量的差分電流的波形的比較。

優選的，所述能量轉換系統接地。

優選的，所述能量轉換系統浮動。

優選的，所述方法進一步包括通過將電流的參考波形與在操作期間電流的現有波形比較而確定接地故障的位點。

優選的，所述方法進一步包括存儲電流的參考波形。