[發明專利]一種基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法

在審

• 申請號: 202211433529.3
• 申請日: 2022-11-16
• 公開（公告）號: CN116047369A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 繆文超;羅艷芳;汪飛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01R31/58
• 分類號: G01R31/58;H02S50/00;G01R31/08
• 代理公司: 北京盛廣信合知識產權代理有限公司 16117
• 代理人: 劉化帥

1.一種基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

模擬光伏系統，模擬線對地及線對線故障實驗，得到光伏板各部位電壓數據；

基于所述電壓數據，得到光伏陣列電壓測量點，并分析故障電壓規律，基于所述故障電壓規律得到電壓公式；

設置電壓傳感器布置方案，基于所述電壓公式和所述電壓傳感器布置方案，開發故障檢測算法；

基于所述故障檢測算法判斷所述光伏系統是否發生故障，并確定故障的發生位置和故障類型。

2.根據權利要求1所述的基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法，其特征在于，所述線對地及線對線故障實驗包括所述光伏系統和線對地、線對線故障發生器；

所述光伏系統包括n×m光伏陣列，即n個光伏板串聯，m個相同的串聯支路并聯、最大功率點控制器、升壓斬波電路、蓄電池和一個負載；

所述線對地、線對線故障發生器包含斷路器、方波發生器和電阻。

3.根據權利要求1所述的基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法，其特征在于，所述模擬線對地及線對線故障實驗過程包括：

記錄正常情況下光伏板各部位電壓數據；

調節線對地、線對線故障發生器，記錄光伏板電壓數據；

改變所述線對地及線對線故障實驗的故障發生位置和所述線對地、線對線故障發生器中的電阻，記錄在不同故障、不同阻抗情況下電壓數據。

4.根據權利要求1所述的基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法，其特征在于，所述光伏陣列電壓測量點包括光伏串頂部負節點、光伏串底部正節點及光伏陣列輸出點。

5.根據權利要求1所述的基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法，其特征在于，所述電壓公式包括正常狀態下電壓公式：

V_i2＝(n-1)×V_in

式中，V_i2為第i串光伏串頂部負節點處的電壓；V_in為第i串光伏串底部正節點處的電壓；n為光伏串中的光伏板數量。

6.根據權利要求1所述的基于電壓分析的光伏線路故障檢測與定位方法，其特征在于，所述電壓公式還包括線對地故障電壓公式，具體包括：

0阻抗，線對地故障下故障串依舊輸出電壓時：

V_C＝n^*×(V_C+V_F-V_i2)-V_F

式中，n^*為正常光伏組件數量，V_F為二極管正向導通時壓降；V_C為光伏陣列輸出電壓；

0阻抗，線對地故障下故障串開路時：

V_OC+V_i2-V_F≤V_C

式中，V_OC為光伏板開路電壓；

高阻抗，線對地故障下故障串保持輸出電壓狀態時：

V_i1＝V_C+V_F-V_i2＞V_in

n^*×(V_C+V_F-V_i2)+(n-n^*)×V_in-V_F＝V_C

式中，V_i1為第i串光伏串第一塊光伏板輸出電壓。