CN107843806A - 一种接线检测方法、装置和光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接线检测方法、装置和光伏发电系统，该接线检测方法包括：依次对具有多路输入的光伏发电系统中的第1路至第N‑1路三电平Boost电路执行下述步骤：控制第k路三电平Boost电路工作，1≤k≤N‑1，并保持其余N‑1路三电平Boost电路关闭；获取所述其余N‑1路三电平Boost电路的电流；判断所述其余N‑1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围，若是，发生告警信息。本申请实现了自动排查系统中是否存在某两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况。

Description

一种接线检测方法、装置和光伏发电系统

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种接线检测方法、装置和光伏发电系统。

背景技术

图1示出了一种具有多路输入的光伏发电系统，包括逆变器和N(N≥2)路三电平Boost电路，其中：所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧，所述逆变器的输出侧接电网或负载。

在现场安装时，难免出现某两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况。具体的，定义第i(i＝1,2,3,…,N)路三电平Boost电路为Boosti，Boosti对应的光伏组件为PVi，PVi的正、负极分别为PVi+和PVi-，则某两路三电平Boost电路的负极接线交叉，例如Boost1与Boost2的负极接线交叉，是指PV1-错接到了Boost2的负极接线端子、PV2-错接到了Boost1的负极接线端子。

某两路Boost的负极(或正极)接线交叉会导致系统回路发生改变，进而影响系统发电量，因此有必要在现场安装完成后对各路三电平Boost电路的输入侧接线情况进行排查，但人工排查方式效率太低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种接线检测方法、装置和光伏发电系统，以实现自动排查系统中是否存在某两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况。

一种接线检测方法，应用于具有多路输入的光伏发电系统，所述光伏发电系统包括逆变器和N路三电平Boost电路，N≥2，所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧；所述接线检测方法包括：依次对第1路至第N-1路三电平Boost电路执行下述步骤：

控制第k路三电平Boost电路工作，1≤k≤N-1，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭；

获取所述其余N-1路三电平Boost电路的电流；

判断所述其余N-1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围，若是，发生告警信息。

可选的，所述控制第k路三电平Boost电路工作后，还包括：增大所述第k路三电平Boost电路的功率，直至所述功率达到预设值。

其中，所述增大所述第k路三电平Boost电路的功率，包括：降低所述第k路三电平Boost电路的输入电压给定。

其中，所述控制第k路三电平Boost电路工作，包括：

控制第k路三电平Boost电路中的两个开关管按照一定占空比进行导通和关断；

或者，控制第k路三电平Boost电路中的一个开关管按照一定占空比进行导通和关断，另一开关管常闭。

一种接线检测装置，应用于具有多路输入的光伏发电系统，所述光伏发电系统包括逆变器和N路三电平Boost电路，N≥2，所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧；所述接线检测装置包括第一单元和第二单元，所述第一单元用于依次对第1路至第N-1路三电平Boost电路调用所述第二单元；

所述第二单元包括：

控制单元，用于控制第k路三电平Boost电路工作，1≤k≤N-1，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭；

获取单元，用于获取所述其余N-1路三电平Boost电路的电流；

判断单元，用于判断所述其余N-1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围；

告警单元，用于在所述判断单元判断得到所述其余N-1路三电平Boost电路中有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围时，发生告警信息。

可选的，所述控制单元还用于在控制第k路三电平Boost电路工作后，增大所述第k路三电平Boost电路的功率，直至所述功率达到预设值。

其中，所述控制单元具体用于通过降低所述第k路三电平Boost电路的输入电压给定，来增大所述第k路三电平Boost电路的功率。

其中，所述控制单元控制第k路三电平Boost电路工作的方式包括：控制第k路三电平Boost电路中的两个开关管按照一定占空比进行导通和关断；或者，控制第k路三电平Boost电路中的一个开关管按照一定占空比进行导通和关断，另一开关管常闭。

一种具有多路输入的光伏发电系统，包括如上述公开的任一种接线检测装置。

从上述的技术方案可以看出，在系统中的某两路三电平Boost电路发生了负极(或正极)接线交叉时，如果启动了这两路三电平Boost电路中的一路，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭，则这两路三电平Boost电路中的另一路上会有电流流过，本发明基于这一原理依次对各路三电平Boost电路进行测试，从而可以自动排查出系统中存在的某两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的一种具有多路输入的光伏发电系统结构示意图；

图2为本发明实施例公开的一种接线检测方法流程图；

图3为三电平Boost电路拓扑结构图；

图4为图1所示光伏发电系统中某两路三电平Boost电路的负极接线交叉的示意图；

图5为本发明实施例公开的一种接线检测装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种接线检测方法，应用于如图1所示具有多路输入的光伏发电系统。

所述光伏发电系统包括逆变器和N路三电平Boost电路，N≥2，其中：所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧，所述逆变器的输出侧接电网或负载。为便于描述，将这N路三电平Boost电路分别定义为Boost1、Boost2、…、BoostN。

所述接线检测方法包括：依次对Boost1、Boost2、…、BoostN-1执行如图2所示控制逻辑，该控制逻辑包括下述步骤：

步骤S01：控制Boostk(1≤k≤N-1)工作，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭。

具体的，三电平Boost电路的拓扑结构如图3所示，包括：输入电容Cpv，两个储能电感L1、L2，两个开关管S1、S2，两个二极管D1、D2，两个输出电容C1、C2。Cpv的第一端经L1接S1的第一端以及D1的阳极；Cpv的第二端经L2接S2的第二端以及D2的阴极；S1的第二端接S2的第一端；C1接在D1的阴极与S1的第二端之间；C2接在D2的阳极与S2的第一端之间。Cpv的第一端引出三电平Boost电路的正极接线端子，Cpv的第二端引出三电平Boost电路的负极接线端子。在接入逆变器时，D1与C1的连接点接入逆变器的正母线Bus+，D1与C1的连接点接入逆变器的负母线Bus-。

为便于描述，定义所述光伏发电系统中的Boosti(i＝1,2,3,…,N)中的Cpv、L1、L2、S1、S2、D1、D2、C1、C2分别为Cpvi、Li1、Li2、Si1、Si2、Di1、Di2、Ci1、Ci2，则：所述控制Boostk(1≤k≤N-1)工作，可以是控制Sk1和Sk2按照一定占空比进行导通和关断(下称方式1)；也可以是控制Sk1按照一定占空比进行导通和关断，Sk2常闭(下称方式2)；也可以是控制Sk2按照一定占空比进行导通和关断，Sk1常闭(下称方式3)。

在其余N-1路三电平Boost电路关闭的情况下，上述三种不同方式下对应的系统主要功率回路不同，但其存在一共性，就是会使得与Boostk存在负极(或正极)接线交叉的那一路三电平Boost电路的电流大于0。举例说明，定义Boosti对应的光伏组件为PVi，PVi的正、负极分别为PVi+和PVi-，假设所述光伏发电系统中的Boost1与Boost2发生了负极接线交叉，即PV1-错接到了Boost2的负极接线端子、PV2-错接到了Boost1的负极接线端子，如图4所示，此时上述三种不同方式下对应的系统主要功率回路如下：

在方式1下，当S11和S12导通时，系统主要功率回路为电流依次流过PV1+、L11、S11、S12、L12、PV2-、PV2+、L21、D21、Bus+、C21、C22、Bus-、L22、PV1-；当S11和S12关断时，系统主要功率回路为电流依次流过PV1+、L11、D11、Bus+、C11、C12、Bus-、D22、L22、PV1-。

在方式2下，当S11导通、S12关闭时，系统主要功率回路为电流依次经过PV1+、L11、D11、C11、S12、L12、PV2-、PV2+、L21、D21、Bus+、C21、C22、Bus-、L22、PV1-；当S11、S12关断时，系统主要功率回路为电流依次经过PV1+、L11、D11、Bus+、C11、C12、Bus-、D22、L22、PV1-。

在方式3下，当S11关闭、S12导通时，系统主要功率回路为电流依次经过PV1+、L11、D11、C11、S12、L12、PV2-、PV2+、L21、D21、Bus+、C21、C22、Bus-、L22、PV1-；当S11、S12关断时，系统主要功率回路为电流依次经过PV1+、L12、D11、Bus+、C11、C12、Bus-、D22、L22、PV1-。

分析上述三种不同方式下对应的系统主要功率回路可知，当Boost1与Boost2发生了负极接线交叉时，无论是在方式1、方式2还是方式3下，都存在PV1对Cpv2充电，此时在Boost2～BoostN中，只有Boost2上有电流流过，可以采样到Boost2的电流大于0。

同理可推导出，当Boostk与其余N-1路三电平Boost电路中的某一路三电平Boost电路(例如为Boostm)发生了负极(或正极)接线交叉时，只要控制Boostk工作，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭，就存在PVk对Boostm中的Cpvm充电，此时在所述其余N-1路三电平Boost电路中只有Boostm上有电流流过，可以采样到Boostm的电流大于0。

步骤S02：获取所述其余N-1路三电平Boost电路的电流。

步骤S03：判断所述其余N-1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围，若是，进入步骤S04，若否，针对Boostk的控制结束。

具体的，由前述论述可知，理论上在判断得到所述其余N-1路三电平Boost电路中有一路三电平Boost电路(例如为Boostm)的电流大于0时，就可判定Boostk与Boostm存在负极(或正极)接线交叉，但考虑到实际应用中会存在采样误差等因素干扰，所以本发明实施例将Boostm的电流大于0附近某一数值的绝对值(即该电流超出预设范围)作为判定Boostk与Boostm存在负极(或正极)接线交叉的依据。

步骤S04：发生告警信息。

具体的，所述告警信息用于提示：Boostk与所述其余N-1路三电平Boost电路中电流值超出预设范围的那一路三电平Boost电路发生了负极(或正极)接线交叉。

由上述描述可以看出，在系统中的某两路三电平Boost电路发生了负极(或正极)接线交叉时，如果启动了这两路三电平Boost电路中的一路，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭，则这两路三电平Boost电路中的另一路上会有电流流过，本发明实施例基于这一原理依次对各路三电平Boost电路进行测试，从而可以自动排查出系统中存在的某两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况。需要说明的是，同一系统中可能只存在一处两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况，也可能同时存在多处两路三电平Boost电路的负极(或正极)接线交叉的情况，本发明实施例均适应。

可选的，在所述步骤S01中，所述控制Boostk工作后，还可包括：增大Boostk的功率，直至Boostk的功率增大至预设值。Boostk的功率越大，与Boostk存在负极(或正极)接线交叉的那一路三电平Boost电路的电流就越大，可以减小电流采样误差。其中，增大Boostk的功率的方式，可以是降低Boostk的输入电压给定。为保证Boostk的功率变化平滑，可以按照一定步长逐步降低Boostk的输入电压给定。

此外，参见图5，本发明实施例还公开了一种接线检测装置，应用于如图1所示具有多路输入的光伏发电系统。所述光伏发电系统包括逆变器和N路三电平Boost电路，N≥2，所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧。所述接线检测装置包括第一单元100和第二单元200，第一单元100用于依次对第1路至第N-1路三电平Boost电路调用第二单元200；

第二单元200包括：

控制单元201，用于控制第k路三电平Boost电路工作，1≤k≤N-1，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭；

获取单元202，用于获取所述其余N-1路三电平Boost电路的电流；

判断单元203，用于判断所述其余N-1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围；

告警单元204，用于在判断单元203判断得到所述其余N-1路三电平Boost电路中有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围时，发生告警信息。

可选的，控制单元201还用于在控制第k路三电平Boost电路工作后，增大所述第k路三电平Boost电路的功率，直至所述功率达到预设值。

可选的，控制单元201具体用于通过降低所述第k路三电平Boost电路的输入电压给定，来增大所述第k路三电平Boost电路的功率。

其中，控制单元201控制第k路三电平Boost电路工作的方式，包括：控制第k路三电平Boost电路中的两个开关管按照一定占空比进行导通和关断；或者，控制第k路三电平Boost电路中的一个开关管按照一定占空比进行导通和关断，另一开关管常闭。

本发明实施例还公开了一种具有多路输入的光伏发电系统，包括如上述公开的任一种接线检测装置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种接线检测方法，其特征在于，应用于具有多路输入的光伏发电系统，所述光伏发电系统包括逆变器和N路三电平Boost电路，N≥2，所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧；所述接线检测方法包括：依次对第1路至第N-1路三电平Boost电路执行下述步骤：

控制第k路三电平Boost电路工作，1≤k≤N-1，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭；

获取所述其余N-1路三电平Boost电路的电流；

判断所述其余N-1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围，若是，发生告警信息。

2.根据权利要求1所述的接线检测方法，其特征在于，所述控制第k路三电平Boost电路工作后，还包括：增大所述第k路三电平Boost电路的功率，直至所述功率达到预设值。

3.根据权利要求2所述的接线检测方法，其特征在于，所述增大所述第k路三电平Boost电路的功率，包括：降低所述第k路三电平Boost电路的输入电压给定。

4.根据权利要求1、2或3所述的接线检测方法，其特征在于，所述控制第k路三电平Boost电路工作，包括：

控制第k路三电平Boost电路中的两个开关管按照一定占空比进行导通和关断；

或者，控制第k路三电平Boost电路中的一个开关管按照一定占空比进行导通和关断，另一开关管常闭。

5.一种接线检测装置，其特征在于，应用于具有多路输入的光伏发电系统，所述光伏发电系统包括逆变器和N路三电平Boost电路，N≥2，所述N路三电平Boost电路的输入侧分别接独立的光伏组件、输出侧并联后接入所述逆变器的输入侧；所述接线检测装置包括第一单元和第二单元，所述第一单元用于依次对第1路至第N-1路三电平Boost电路调用所述第二单元；

所述第二单元包括：

控制单元，用于控制第k路三电平Boost电路工作，1≤k≤N-1，并保持其余N-1路三电平Boost电路关闭；

获取单元，用于获取所述其余N-1路三电平Boost电路的电流；

判断单元，用于判断所述其余N-1路三电平Boost电路中是否有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围；

告警单元，用于在所述判断单元判断得到所述其余N-1路三电平Boost电路中有一路三电平Boost电路的电流超出预设范围时，发生告警信息。

6.根据权利要求5所述的接线检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于在控制第k路三电平Boost电路工作后，增大所述第k路三电平Boost电路的功率，直至所述功率达到预设值。

7.根据权利要求6所述的接线检测装置，其特征在于，所述控制单元具体用于通过降低所述第k路三电平Boost电路的输入电压给定，来增大所述第k路三电平Boost电路的功率。

8.根据权利要求5、6或7所述的接线检测装置，其特征在于，所述控制单元控制第k路三电平Boost电路工作的方式包括：控制第k路三电平Boost电路中的两个开关管按照一定占空比进行导通和关断；或者，控制第k路三电平Boost电路中的一个开关管按照一定占空比进行导通和关断，另一开关管常闭。

9.一种具有多路输入的光伏发电系统，其特征在于，包括如权利要求书5-8中任一项所述的接线检测装置。