光伏逆变器升压电路开关短路检测方法及其光伏发电装置
技术领域
本发明涉及一种开关短路检测方法,尤其涉及一种光伏逆变器升压电路开关短路检测方法,并涉及采用了该光伏逆变器升压电路开关短路检测方法的光伏发电装置。
背景技术
组串式光伏逆变功率部分由前级升压电路、母线电容和后级逆变电路组成,光伏组件的能量经过升压电路传递至逆变器母线电容,母线电容的能量经过逆变电路转换为交流电传输至电网,完成光伏组件到电网能量的传递。如果升压电路开关器件短路,升压电路上的电流为光伏板组串的短路电流,短路开关器件的升压电路将无法发电,影响电站的发电量,造成经济损失。在阳光充足的情况下,短路电流会导致光伏逆变器发热严重,进而导致光伏逆变器损坏。因此,检测光伏逆变器升压电路开关器件是否短路十分重要。
目前,检测光伏逆变器开关器件短路的主要方式是利用升压电感电流检测,即升压电路的电流大于机器的设定保护电流,机器会报输入电流高。这种检测方式有三个问题,一是后台查看信息故障不清楚,客户无法在后台简易的分辨是升压电路开关器件短路导致,还是真正的输入电流高;二是只有在阳光好的时候才能发现,如果客户配置较少的光伏板,会导致很难发现升压电路开关器件已短路;三是只有在阳光好的时候才能发现,不能尽早发现问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种在成本合理的基础上,能够准确且及时地发现光伏逆变器升压电路开关器件短路故障的检测方法,还进一步提供采用了光伏逆变器升压电路开关短路检测方法的光伏发电装置。
对此,本发明提供一种光伏逆变器升压电路开关短路检测方法,包括:
步骤S1,预设升压电路的电流保护阀值和电压保护阀值;
步骤S2,实时采集升压电路的输入电压和电感电流;
步骤S3,判断所述输入电压是否低于所述电压保护阀值,且所述电感电流是否大于所述电流保护阀值,若是则跳转至步骤S4,若否则返回步骤S2;
步骤S4,发出报警。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S3包括以下子步骤:
步骤S301,判断所述输入电压是否低于所述电压保护阀值,且所述电感电流是否大于所述电流保护阀值,若是则跳转至步骤S302,若否则返回步骤S2;
步骤S302,等待达到预设时间后,进行第二次复检,再次判断所述输入电压是否低于所述电压保护阀值,且所述电感电流是否大于所述电流保护阀值,若是则跳转至步骤S4,若否则返回步骤S2。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S302进行第二次复检通过关闭开关器件驱动或关闭逆变器后,重复运行步骤S301来实现。
本发明的进一步改进在于,所述电压保护阀值的取值范围为0V至光伏逆变器的最小工作电压。
本发明的进一步改进在于,当升压电路接入至少两个组串时,所述电流保护阀值大于或等于光伏逆变器的短路电流;当升压电路接入至少单个组串时,所述电流保护阀值大于或等于光伏逆变器的短路电流的一半。
本发明的进一步改进在于,所述预设时间为1分钟以上。
本发明的进一步改进在于,所述步骤S4中,发出报警的信号是所述升压电路的开关器件短路报警信号。
本发明还提供一种光伏发电装置,采用了如上所述的光伏逆变器升压电路开关短路检测方法,并包括:第一光伏输入单元、第一升压电路、第二光伏输入单元、第二升压电路、母线电容和逆变电路,所述第一光伏输入单元通过所述第一升压电路连接至所述母线电容,所述第二光伏输入单元通过所述第二升压电路连接至所述母线电容,所述母线电容通过所述逆变电路连接至电网或负载。
本发明的进一步改进在于,所述第一升压电路包括第一电压采样单元、电感L1、第一电流采样单元、开关S1和二极管D2,所述第一光伏输入单元的正极通过所述第一电压采样单元连接至所述电感L1,所述电感L1通过所述第一电流采样单元分别连接至所述开关S1的一端和二极管D2的正极,所述二极管D2的负极连接至所述母线电容的一端,所述开关S1的另一端连接至所述母线电容的另一端。
本发明的进一步改进在于,所述第二升压电路包括第二电压采样单元、电感L2、第二电流采样单元、开关S2和二极管D4,所述第二光伏输入单元的正极通过所述第二电压采样单元连接至所述电感L2,所述电感L2通过所述第二电流采样单元分别连接至所述开关S2的一端和二极管D4的正极,所述二极管D4的负极连接至所述母线电容的一端,所述开关S2的另一端连接至所述母线电容的另一端。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:直接对升压电路进行检测,便于用户准确且及时地发现问题,而且,本发明仅靠采集电压电流信息判断,不会影响升压电路的正常工作,可以做到不影响正常工作的基础上实现实时检测,操作简单,且成本合理,无需增加成本,易于实现,并且本发明能够准确且及时地发现光伏逆变器升压电路的开关器件短路故障。
附图说明
图1是本发明一种实施例的工作流程示意图;
图2是本发明一种实施例的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
如图1所示,本例提供一种光伏逆变器升压电路开关短路检测方法,包括:
步骤S1,预设升压电路的电流保护阀值和电压保护阀值;
步骤S2,实时采集升压电路的输入电压和电感电流;
步骤S3,判断所述输入电压是否低于所述电压保护阀值,且所述电感电流是否大于所述电流保护阀值,若是则跳转至步骤S4,若否则返回步骤S2;
步骤S4,发出报警。
本例步骤S1预设升压电路的电流保护阀值和电压保护阀值,所述电流保护阀值为针对升压电路的电流所预先设置的电流报警阈值,所述电压保护阀值为针对升压电路的电压所预先设置的电压报警阈值,可以根据不同情况来选择不同的值;光伏逆变器一般设置有多个升压电路,比如图2所示的第一升压电路和第二升压电路,如果电压保护阀值太高容易误报,本例所述电压保护阀值的取值范围优选为0V至光伏逆变器的最小工作电压。当升压电路接入至少两个组串(两个及两个以上的组串)时,所述电流保护阀值优选大于或等于光伏逆变器的短路电流;当升压电路接入至少单个组串时,所述电流保护阀值优选大于或等于光伏逆变器的短路电流的一半。
如图1所示,本例所述步骤S3还优选包括以下子步骤:
步骤S301,判断所述输入电压是否低于所述电压保护阀值,且所述电感电流是否大于所述电流保护阀值,若是则跳转至步骤S302,若否则返回步骤S2;
步骤S302,等待达到预设时间后,进行第二次复检,再次判断所述输入电压是否低于所述电压保护阀值,且所述电感电流是否大于所述电流保护阀值,若是则跳转至步骤S4,若否则返回步骤S2。
本例所述步骤S302进行第二次复检的过程为通过关闭开关器件驱动或关闭逆变器后,重复运行步骤S301来实现。本例所述预设时间为1分钟以上,所述预设时间为预设设置的持续时间,比如设置为1分钟或1.5分钟,这样能够保证短路检测的稳定可靠性,也不至于影响其及时性。
当然,在实际工作过程中,各个阀值和持续的预设时间除默认值之外,可以在范围内依据用户需求修改,本例还优选设置有开启和禁止选项,如果出现了误报或是已经报警成功等现象,可以通过禁止选项来实现禁止,避免一直报警等弊端。
本例的准确性主要体现在故障告警信息的准确上,如果没有开关器件短路检测,开关器件短路后,机器会报警输入电流高,而不是开关器件短路,这种现有技术的报警方式,其实是一种误报,不利于用户发现并解决问题;本例的及时性体现在本例的检测方法仅靠采集电压和电流信息进而判断,不会影响升压电路的正常工作,可以做到一直的实时检测,现有技术则因为需要改变驱动而需要从正常模式切换到检测模式,那么,就会影响升压电路正常的工作,无法做到实时检测,也就达不到本申请所能够实现的及时性能。
本例所述步骤S4中,发出报警的信号是所述升压电路的开关器件短路报警信号。
如图2所示,本例还提供一种光伏发电装置,采用了如上所述的光伏逆变器升压电路开关短路检测方法,并包括:第一光伏输入单元、第一升压电路、第二光伏输入单元、第二升压电路、母线电容和逆变电路,所述第一光伏输入单元通过所述第一升压电路连接至所述母线电容,所述第二光伏输入单元通过所述第二升压电路连接至所述母线电容,所述母线电容通过所述逆变电路连接至电网或负载。
本例所述第一升压电路包括第一电压采样单元、电感L1、第一电流采样单元、开关S1和二极管D2,所述第一光伏输入单元的正极通过所述第一电压采样单元连接至所述电感L1,所述电感L1通过所述第一电流采样单元分别连接至所述开关S1的一端和二极管D2的正极,所述二极管D2的负极连接至所述母线电容的一端,所述开关S1的另一端连接至所述母线电容的另一端。
本例所述第二升压电路包括第二电压采样单元、电感L2、第二电流采样单元、开关S2和二极管D4,所述第二光伏输入单元的正极通过所述第二电压采样单元连接至所述电感L2,所述电感L2通过所述第二电流采样单元分别连接至所述开关S2的一端和二极管D4的正极,所述二极管D4的负极连接至所述母线电容的一端,所述开关S2的另一端连接至所述母线电容的另一端。
本例所述第一升压电路和第二升压电路都是基本的BOOST电路,所述第一电流采样单元和第二电流采样单元采样后,可以通过开关器件短路检测模块处理采样数据,检测开关器件是否短路;然后在预判开关器件短路后,执行第二次复检,最后依据第二次复检的结果,控制升压电路执行逆变器或开关器件的动作。
值得说明的是,本申请所检测的是升压电路的IGBT管子短路故障,并不是检测的交流侧电网的短路也不是检测的BOOST电路二极管的短路工况。
综上所述,本例直接对升压电路进行检测,便于用户准确且及时地发现问题,而且,本发明仅靠采集电压电流信息判断,不影响升压电路的正常工作,可以做到不影响正常工作的基础上实现实时检测,操作简单,且成本合理,无需增加成本,易于实现,并且,本例还能够准确且及时地发现光伏逆变器升压电路的开关器件短路故障。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。