[發明專利]一種逆變器功率故障檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201711304102.2
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN109901003B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 黃晶生;李紅濤;秦筱迪;孫耀杰;劉美茵;董穎華;馬磊;張雙慶;丁明昌;楊立濱
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司;國網青海省電力公司;國網青海省電力公司電力科學研究院;復旦大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種逆變器功率故障檢測方法及系統，包括：采集直流母線電壓、逆變器的輸入功率和輸出功率；確定逆變器的輸入功率所在的功率分區；對直流母線電壓進行歸一化處理，并根據逆變器的輸入功率所在的功率分區對逆變器的輸入功率進行歸一化處理；根據歸一化處理后的直流母線電壓和逆變器的輸入功率以及所述輸入功率所在的功率分區，得到功率損耗值；根據逆變器的輸出功率和功率損耗值確定功率故障。本發明提供的技術方案，提高了故障判斷的準確性。

技術領域

本發明屬于光伏發電故障檢測領域，具體涉及一種逆變器功率故障檢測方法及系統。

背景技術

在光伏發電系統中，逆變器價格占的比例只有5％-8％左右，但卻是發電效率的決定性因素，逆變器的故障會直接影響到輸出功率，及時檢測逆變器狀態是提升發電量的關鍵。研究表明，在母線電壓穩定的情況下，光伏逆變器的損耗與半導體開關參數、開關頻率以及通過的電流有關。在當前市場模塊化、低成本化趨勢下，主流逆變器拓撲、控制算法、半導體開關參數接近，因此輸出功率與電流密切相關。

同時，隨著組串型逆變器的應用增加，傳統的集中式逆變器監控系統對輸出功率進行對比從而判斷故障的方式存在一定的漏判和誤判，在諸如大片組件被云層陰影遮擋時，很可能造成光伏逆變器大面積跳脫工作狀態或誤報警，產生較大的電網波動。

依據廠家功率-效率曲線，無法準確針對在功率分區間的功率，如35％，63％等負載率下的功率進行輸出功率分析，因此當出現功率故障時，無法準確判別出來。

發明內容

為了解決傳統的集中式逆變器監控系統對輸出功率進行對比從而判斷故障的方式存在漏判和誤判的問題，本發明提供的一種逆變器功率故障檢測方法，包括：

采集直流母線電壓、逆變器的輸入功率和輸出功率；

確定逆變器的輸入功率所在的功率分區；

對直流母線電壓進行歸一化處理，并根據逆變器的輸入功率所在的功率分區對逆變器的輸入功率進行歸一化處理；

根據歸一化處理后的直流母線電壓和逆變器的輸入功率，以及所述輸入功率所在的功率分區得到功率損耗值；

根據逆變器的輸出功率和功率損耗值確定功率故障。

確定逆變器的輸入功率所在的功率分區之前還包括：檢測直流母線電壓是否在預設的逆變器工作范圍內，若在則保留此條直流母線電壓信息，否則刪除此條直流母線電壓信息，并報警為未知故障后結束檢測。

所述確定逆變器的輸出功率所在的功率分區，包括：

將逆變器的輸入功率與逆變器的額定功率進行對比，確定逆變器的輸入功率所在的功率分區。

按下式對直流母線電壓進行歸一化處理：

式中，V_in為直流母線電壓，V_n為逆變器的額定電壓值，為歸一化后的直流母線電壓。

按下式對逆變器的輸入功率進行歸一化處理：

式中，為歸一化的功率，P_in為逆變器的輸入功率，P_n×k％為逆變器輸入功率所在功率分區對應的功率值，其中P_n為逆變器的額定功率值，k％為功率分區的值，P_in在第1至n-1個功率分區時，k％取對應功率分區的最大值，P_in在第n個功率分區時，k％取100％，n為功率分區總數。

根據歸一化處理后的直流母線電壓和逆變器的輸入功率，以及所述輸入功率所在的功率分區，按下式計算功率損耗值：