[發(fā)明專利]在串聯(lián)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中定位故障的方法

有效

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• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN109600115B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永
• 申請（專利權(quán)）人: 豐郅（上海）新能源科技有限公司
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00;H02J3/38
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明主要涉及到一種在串聯(lián)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中定位故障的方法，由多級功率優(yōu)化器串聯(lián)并向逆變器提供電能以進行直流電到交流電的逆變；每一級功率優(yōu)化器均用于對與其相配的光伏組件執(zhí)行最大功率點追蹤。檢測每一級功率優(yōu)化器用于輸出功率的輸出端的電位，比較每一級功率優(yōu)化器的輸出端電位相對其前級的功率優(yōu)化器的輸出端電位，其中當任意一級功率優(yōu)化器的輸出端電位低于其前級的功率優(yōu)化器的輸出端電位，藉此判斷出故障事件的位置發(fā)生在該任意一級功率優(yōu)化器處。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到光伏發(fā)電領(lǐng)域，確切的說，是在涉及到含有串聯(lián)型功率優(yōu)化器或其他類似電力設(shè)備的光伏發(fā)電系統(tǒng)中提出了一種定位故障的方法。

背景技術(shù)

發(fā)電和變電的直流系統(tǒng)是控制和信號系統(tǒng)、繼電保護和自動裝置的工作電源，同時還兼有事故保安電源的作用。以光伏發(fā)電為例，整個直流系統(tǒng)含多分支網(wǎng)絡(luò)，隨著業(yè)主對供電質(zhì)量和供電可靠性要求的提高，直流系統(tǒng)的安全可靠運行對電力系統(tǒng)供電的可靠性和穩(wěn)定性愈顯重要。直流系統(tǒng)譬如主要是包括充電設(shè)備、蓄電池組、穩(wěn)壓裝置、逆變裝置以及直流網(wǎng)絡(luò)組成。光伏電站的光伏組件陣列的數(shù)量及其分散型的地域分布極為龐大，集中式的電站尤為明顯，提高直流網(wǎng)絡(luò)可靠性的重要手段就是對整個網(wǎng)絡(luò)的絕緣進行在線監(jiān)測與接地選線，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)的絕緣缺陷，光伏組件構(gòu)成的電池串組就是業(yè)主需要重點監(jiān)控的對象，從而防止直流系統(tǒng)的絕緣故障的發(fā)生。目前直流系統(tǒng)的絕緣監(jiān)測與接地選線大致主要有以下幾種可選方法：采用電橋平衡原理或注入低頻信號方法等。直流系統(tǒng)的絕緣狀態(tài)直接關(guān)系到直流系統(tǒng)運行的可靠性，因此在線準確地監(jiān)測系統(tǒng)的絕緣電阻值是非常重要的，光伏電站大部分位于野外，定位電力設(shè)備的絕緣故障更顯重要。電力行業(yè)的直流電系統(tǒng)涉及的直流電很多相對大地都是浮置運行，或是中性點接地運行的。直流系統(tǒng)想要可靠運行，必須實時的在線監(jiān)測系統(tǒng)母線及支路的正負極對地的絕緣情況，如何在對地絕緣電阻過低可能導(dǎo)致嚴重故障時，給出絕緣故障點是我們期望的。

光伏電站中的光伏組件的母線或支路的可靠性和安全性的另一個體現(xiàn)是：要努力的避免系統(tǒng)中的電弧。當前在電弧發(fā)生時如何處理電弧仍然沒有滿意的解決方案。當某些電力設(shè)備或線纜等的兩個電極之間生成足夠高的電壓時，可能引發(fā)電弧。電壓可能會引起電極間的氣體通常為空氣的離子化，等離子體逐步形成，且電流可以在電極之間流動。這樣的等離子體可能會加熱升高到幾千攝氏度，使得代表性的明亮電弧出現(xiàn)。這樣的高溫溫度可能引起系統(tǒng)損壞，在極端情況下甚至使系統(tǒng)或附近裝置著火。總的來說系統(tǒng)中存在兩種不同類型的電弧：并行電弧和串行電弧。并行電弧在發(fā)生在系統(tǒng)的正極和負極之間或者發(fā)生在兩個電極當中的一個和大地之間發(fā)生。相對地，串行電弧并不在兩個不同的線路或支路之間發(fā)生，而是在同一個電流導(dǎo)通的線路內(nèi)發(fā)生，即在同一個線路的兩個部分或兩個局部片段之間發(fā)生的。串行電弧通常在某個線路中的電流被中斷時發(fā)生的，譬如通過打開接觸開關(guān)或在插頭及電纜等被破壞的情況下發(fā)生。根據(jù)工程經(jīng)驗：連接設(shè)備問題，如壓接力達不到要求、連接頭損壞；端子、接線頭、保險絲等連接處沒有壓緊；兩個端子的連接位置處經(jīng)過長時間的氧化，螺栓沒有擰緊；連接線或電纜絕緣降低；施工質(zhì)量不過關(guān)，壓接線不好或端子固定不夠牢固；設(shè)備絕緣出現(xiàn)問題等；前述問題都可能引起電弧。根據(jù)統(tǒng)計絕大部分電站火災(zāi)是由直流電弧引起的，因此給出電弧故障點是我們期望的。

發(fā)明內(nèi)容

在本申請的一個可選但非必須的實施例中，披露了一種在串聯(lián)型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中定位故障的方法：多個第一設(shè)備以級聯(lián)的方式串聯(lián)連接并形成一個鏈路，每一個第一設(shè)備用于將它的輸入端從一個光伏組件接收的電能傳遞到它的用于提供輸出功率的輸出端；所述的方法包括：檢測每一個第一設(shè)備的輸出端電位；比較每一個第一設(shè)備的輸出端電位相對其前級的第一設(shè)備的輸出端電位；當偵測出任意一個第一設(shè)備的輸出端電位低于其前級的第一設(shè)備的輸出端電位時，藉此判斷出故障事件的位置發(fā)生在該任意一個第一設(shè)備處。

上述的方法，其中：所述第一設(shè)備是一個旁路裝置：用于將與其對應(yīng)的一個光伏組件旁路掉而禁止向鏈路中提供電能，或者用于將與其對應(yīng)的一個光伏組件從旁路狀態(tài)切換到接入狀態(tài)轉(zhuǎn)而向鏈路中提供電能。