CN113381693B - 一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 - Google Patents
一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113381693B CN113381693B CN202110819893.2A CN202110819893A CN113381693B CN 113381693 B CN113381693 B CN 113381693B CN 202110819893 A CN202110819893 A CN 202110819893A CN 113381693 B CN113381693 B CN 113381693B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- controller
- inverter
- photovoltaic system
- waveform
- trigger signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 22
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 7
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 claims description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000013500 data storage Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 208000033748 Device issues Diseases 0.000 description 1
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S50/00—Monitoring or testing of PV systems, e.g. load balancing or fault identification
- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R13/00—Arrangements for displaying electric variables or waveforms
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/001—Methods to deal with contingencies, e.g. abnormalities, faults or failures
- H02J3/0012—Contingency detection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/381—Dispersed generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
- H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
- H02J2300/22—The renewable source being solar energy
- H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法，该方法由控制器对光伏系统的预设参数进行波形记录，然后将记录得到的波形上传至外部设备；进而可以由数据存储能力和处理能力较高的外部设备来对这些波形进行存储和后续处理工作，以实现对于逆变器交流侧故障的准确识别。而且，操作人员可以从外部设备可以看到精细波形，大幅拓宽了系统监控的精细度。再者，外部设备充分利用存储容量、大数据、算力的优势，对波形进行分析，并生成控制指令来调整逆变器的运行，控制更精确；另外，与本地实时、快速控制配合，可以得到更佳的系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法。
背景技术
一般情况下，光伏逆变器的交流侧需要连接电网，在设备发生故障时，需要根据故障时的关键参数的特征来判断具体故障类型，例如根据电网电压超过限值判断为过压故障、电流超过限值判断为过流故障，以供光伏逆变器进行合适的响应。
因此，需要一种系统方案，以确保能够准确实现对于光伏逆变器交流测的故障识别。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法，以实现对于逆变器交流侧故障的准确识别。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种光伏系统的交流故障识别方法，包括：
所述光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录；所述预设参数包括：所述光伏系统中逆变器的交流参数；
所述控制器将记录得到的波形上传至外部设备；
所述外部设备对所述波形进行展示和/或分析，以实现对于所述光伏系统的交流故障识别。
可选的，所述光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录，包括：
所述控制器判断是否出现录波触发信号；
若出现所述录波触发信号，则所述控制器对所述预设参数进行波形记录。
可选的，所述控制器判断是否出现录波触发信号，包括：
所述控制器判断是否接收到来自外部的所述录波触发信号；或者，
所述控制器判断内部是否产生所述录波触发信号。
可选的，所述录波触发信号来自于外部时，具体来自于所述外部设备。
可选的，所述录波触发信号来自于所述控制器的内部时，具体是由所述控制器的内部定时模块在计时达到设定时间时，生成所述录波触发信号。
可选的，所述录波触发信号来自于所述控制器的内部时，具体是由所述控制器在识别到所述逆变器发生故障时，生成所述录波触发信号。
可选的，所述逆变器的交流侧功率端口连接交流电网或交流负载，所述交流参数包括：交流电压、交流电流及漏电流中的至少一个。
可选的，所述预设参数还包括：直流电压、直流电流及直流功率中的至少一个。
可选的，所述逆变器接地时，所述预设参数还包括：对地共模电压和对地绝缘阻抗中的至少一个。
可选的，所述光伏系统中设置有位于所述逆变器外部的传感器时，所述预设参数还包括：并网点的电压、并网点的电流、负载接入点的电压、负载接入点的电流、外接设备的电流、外部环境温度和光照强度中的至少一个。
可选的，所述控制器对所述预设参数进行波形记录时，其记录的频率大于等于所述预设参数的特征频率的两倍，和/或，其记录的时长大于等于所述预设参数的波形周期。
可选的，所述外部设备对所述波形进行分析，包括：
所述外部设备对所述波形进行时域或频域的分析。
可选的，所述外部设备对所述波形进行分析时的参考数据包括：云服务器存储的标准波形数据、所述逆变器上传的其他波形、所述逆变器历史上上传的波形数据以及其他逆变器上传的波形数据中的至少一个。
可选的，所述外部设备对所述波形进行分析之后，还包括：
所述外部设备根据分析结果下发指令至所述控制器，调整所述逆变器的状态。
可选的，所述指令包括：启动、停止及运行参数调节中的任意一种。
可选的，所述控制器将记录得到的波形上传至外部设备的步骤执行过至少两次之后，再执行所述外部设备对所述波形进行展示和/或分析的步骤。
可选的，在光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录之前，还包括：
所述外部设备先下发一次指令至所述控制器，设置所述逆变器的状态。
可选的，调整所述逆变器的状态之后，重复执行光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录的步骤。
可选的，所述外部设备为：远程服务器、云服务器或移动设备。
本发明第二方面还提供了一种逆变器，包括：主电路和控制器；
所述主电路的直流侧功率端口直接或间接连接光伏系统的光伏阵列，所述主电路的交流侧功率端口连接交流电网或交流负载；
所述主电路受控于所述控制器；
所述控制器与外部设备通信连接，用于执行如上述第一方面任一段落所述的光伏系统的交流故障识别方法中所述光伏系统的控制器所执行的各个步骤。
可选的，所述控制器还用于根据所述外部设备下发的指令，调整所述逆变器的状态。
可选的，所述控制器与所述外部设备之间，通过有线通信、无线通信或者电力载波通信，实现通信连接。
可选的，所述主电路为：DCAC变换电路；或者，DCAC变换电路及位于其前级的至少一个DCDC变换电路。
本发明提供的光伏系统的交流故障识别方法，由控制器对光伏系统的预设参数进行波形记录，然后将记录得到的波形上传至外部设备；进而可以由数据存储能力和处理能力较高的外部设备来对这些波形进行存储和后续处理工作，以实现对于逆变器交流侧故障的准确识别。
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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的光伏系统的交流故障识别方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的记录波形的示意图；
图3为本发明实施例提供的传统系统的数据监控示意图；
图4、图5、图6和图7分别为本发明实施例提供的光伏系统的交流故障识别方法的另外四种流程图；
图8为本发明实施例提供的逆变器的一种应用场景示意图。
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。
在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明提供一种光伏系统的交流故障识别方法，以提高对于波形特征进行识别判断的准确性。
该逆变器包括：主电路和控制器；其主电路的结构设置可以视其具体应用环境而定，可以仅包括DCAC变换电路，也可以在DCAC变换电路前级还设置有至少一个DCDC变换电路。该逆变器内外的各种参数会通过相应的检测设备传输至该控制器，进而使该控制器能够在监测相应参数的情况下，实现对于该主电路的精准控制。
而且，该控制器还与外部设备通信连接，该外部设备可以是远程服务器、云服务器或移动设备等，通常，外部设备是主机，该控制器是从机，外部设备可以远程下发指令给该控制器，控制逆变器的启动、停止、运行等，并获取逆变器的运行参数。该控制器与外部设备之间的通信方式可以是有线的，如RS485、CAN、Ethernet、USB等，也可以是无线的，如WiFi、蓝牙、Zigbee、Lora、NB-IOT、光通信等，或者航空运输还可以是PLC电力载波通信等，均在本申请的保护范围内。
参见图1，该光伏系统的交流故障识别方法，包括：
S101、光伏系统的控制器对光伏系统的预设参数进行波形记录。
该逆变器的内部或外部通常会设置有多个检测设备，用于检测电压、电流、功率等电参量，或者温度、辐照度等外部环境参数，这些检测设备均输出检测结果至控制器，使得控制器能够对任意一种或多种相应的预设参数进行波形记录。
实际应用中，该预设参数至少包括：光伏系统中逆变器的交流参数；比如，交流电压、交流电流及漏电流中的至少一个。其中，交流电压、交流电流的连续记录波形，可以用于分析电压谐波、电流谐波、电压直流分量、电流直流分量、交流有功功率、交流无功功率、交流视在功率、功率因数、交流阻抗和稳定性等交流电网或者交流负载的相关特征。漏电流的连续记录波形，可以用于跟踪系统的绝缘情况和安全情况。
控制器在对预设参数进行波形记录的过程中，其记录的频率和时长都可以视其具体应用环境而定。实际应用中，为了确保记录波形的保真度，记录波形的频率应不低于该预设参数的特征频率的2倍频率，以满足信号采样的香农定理，即采集频率大于2倍的特征频率时，才能采集到关键信息。比如若记录该逆变器交流侧功率端口的50Hz交流电压波形，则记录波形的频率应当不低于100Hz，也就是1秒记录不少于100个电压点。另外，在记录波形的频率确定的情况下，记录波形的时间长度越长，所采集的点数越多，波形完整性越好。记录波形的时间长度最好不低于该预设参数的原始波形的周期，例如若记录交流侧功率端口的50Hz交流电压波形，其周期为20ms，则记录波形的长度最好不低于20ms，甚至可以记录多个连续波形周期，比如10个波形周期，以展示波形的周期性。当然记录的波形时长越长，所需要记录存储、传递的数据量越大，对系统硬件要求越高，实际应用可以权衡。图2所示是记录50Hz(周期20ms)正弦波电压波形(例如电网电压波形)的示意图，按照50us的周期记录波形，一个周期可以记录400个点。
S102、控制器将记录得到的波形上传至外部设备。
控制器控制通过相应的通信方式，将记录得到的波形上传至外部设备；该通信方式的选择视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
S103、外部设备对波形进行展示和/或分析，以实现对于光伏系统的交流故障识别。
实际应用中，该逆变器不仅可以根据故障时的关键参数的特征来判断具体故障类型，例如根据电网电压超过限值判断为过压故障、电流超过限值判断为过流故障；而且，该逆变器还可以主动探测交流电网的特征，例如电网电压范围、电网阻抗、电网谐波等，并可以适时调整自身的相关运行参数，以尽量适应交流电网的特征。
但是，不管是故障判断还是动态调整运行参数，如果均基于该逆变器的本地控制单元(即上述控制器)来执行，则由于其数据存储能力和处理能力都很有限，会导致识别判断的准确性有限。
因此，通过步骤S102和S103，将这些工作交给外部设备，使外部设备可以通过自身的显示界面，也可以通过连接的显示终端，将逆变器发送的波形展示出来，此时其实现的功能相当于远程示波器；还能使该外部设备可以对波形进行分析，输出波形分析的结果。
具体的，其所采用的波形分析方法可以为：针对当前波形进行时域或者频域特征分析。分析波形的谐波、直流分量、幅值、系统稳定性等。
实际应用中，外部设备对波形进行分析时的参考数据包括：云服务器存储的标准波形数据、逆变器上传的其他波形、逆变器历史上上传的波形数据以及其他逆变器上传的波形数据中的至少一个。比如：
其所采用的波形分析方法可以为：将当前波形与外部设备存储的标准波形数据进行比对，以获得分析的结果并输出。或者，将当前波形(例如交流电压波形)与逆变器上传的其他波形(例如电流波形)数据进行综合分析，以获得分析的结果并输出。又或者，将当前波形与逆变器历史上上传的波形数据进行综合分析，以获得分析的结果并输出。再或者，将当前波形与其他逆变器上传的波形数据进行综合分析，以获得分析的结果并输出。
本实施例提供的光伏系统的交流故障识别方法，由数据存储能力和处理能力较高的外部设备来对这些波形进行存储和后续处理工作，进而实现了对于逆变器交流侧故障的准确识别。
需要说明的是，本实施例中所述的记录波形，不同于传统系统的数据监控。传统系统的数据监控，通常是分钟级的，如图3所示，对于交流电压的监控，通常只能以分钟级进行监控，因而无法展示实时波形，只能对电压有效值Vrms的波形轮廓进行展示。而本实施例可以对该逆变器的精细片段波形进行记录，以供外部设备进行后续的精细分析和展示，大幅拓宽了系统监控的精细度。
本发明另一实施例提供的该交流故障识别方法，在图1的基础之上，如图4所示，其步骤S101具体包括：
S201、控制器判断是否出现录波触发信号。
其具体过程可以是：控制器判断是否接收到来自外部的录波触发信号；或者，也可以是：控制器判断内部是否产生录波触发信号。也即，该录波触发信号可以来源于外部，也可以来源于内部，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
一种优选实施方案是，该录波触发信号是来自外部的触发信号。例如可以由外部设备，比如远程服务器/云服务器的操作界面、移动设备的应用程序或外部按键操作等，向该逆变器发送该录波触发信号，进而触发该逆变器进行波形记录。
另外一种优选实施方案是，该录波触发信号是该逆变器内部的定时机制触发的，当该逆变器中控制器的内部定时模块计时达到设定时间时，该控制器生成该录波触发信号，进而触发控制器进行执行波形记录操作。例如，逆变器每隔1小时触发一次波形记录，这样即兼顾了波形记录的实时性，又避免占用过多的存储和通信通道资源。
还有一种优选实施方案是，该录波触发信号是该逆变器识别到发生故障而生成的，当控制器识别到逆变器发生故障时，执行波形记录操作。例如，当发生电网过压故障时，可以触发控制器对电网电压进行录波。这样即精准的记录了故障时的波形，又避免持续记录波形占用过多的存储和通信通道资源。
以上仅为一些具体示例，并不仅限于此，控制器判断是否出现录波触发信号的具体过程还可以根据实际情况进行改变，均在本申请的保护范围内。
若出现录波触发信号，则执行步骤S102。
S102、控制器对预设参数进行波形记录。
其记录的过程和要求可以参见上一实施例，此处不再赘述。
不论该逆变器的主电路为何种结构，实际应用中，该逆变器一般都具有两种功率端口，比如：直流侧功率端口和交流侧功率端口。其交流侧功率端口用于连接交流电网或交流负载，其直流侧功率端口用于直接连接光伏阵列，或通过DCDC变换器间接连接光伏阵列；而且，其直流侧前级也可以视具体环境而添加汇流箱，均在本申请的保护范围内。
另外，该逆变器中还具备相应的检测设备，用于检测相应功率端口的电参量，使得该逆变器的控制器可以通过上述方法的相应步骤对其这些电参量进行连续高速的波形记录，并通过通信将记录的波形发送给外部设备。具体的，该逆变器的控制器可以检测是否存在录波触发信号，若存在，则对来自相应功率端口的电参量中的至少一个进行持续第一时间段的连续波形记录。例如，当检测到存在录波触发信号时，立即启动对交流侧功率端口的电压进行连续波形记录。
实际应用中，该预设参数中不仅可以包括交流侧功率端口的电参量，还可以包括直流侧功率端口的电参量，比如：直流电压、直流电流及直流功率中的至少一个。其中，直流电压、直流电流的连续记录波形，可以用于分析直流功率、电压电流稳定性等直流电源或者直流负载的相关特性。
实际应用中，该逆变器还存在接地端，此时，该预设参数可以是对地的电参量，具体包括：对地共模电压和对地绝缘阻抗中的至少一个。对地共模电压、对地绝缘阻抗的连续波形记录，可以用于检测系统的绝缘和安全情况。
另外，该逆变器还可以设置有外部传感器，此时，该预设参数可以是外部的电参量，具体包括：并网点的电压、并网点的电流、负载接入点的电压、负载接入点的电流、外部环境温度和光照强度中的至少一个。实际应用中，可以通过外接电流传感器测量并网点的电流和/或外接的第三方设备的电流，也可以通过外接温度传感器测量外部环境温度并将其转换为电参量信号发送至控制器，还可以通过外接辐照传感器测量光照强度并将其转换为电信号发送至控制器，等等。对外部电参量的连续波形记录，可以用于跟踪外部相关设备或者外部环境的变化。
以上均为对于预设参数的一些具体示例，实际应用中并不仅限于此，任何需要分析或展示的参数均可，均在本申请的保护范围内。
本发明另一实施例提供的该交流故障识别方法，在上述实施例的基础之上，进一步的，该外部设备在完成波形分析后，还可以生成控制指令，控制逆变器的运行，此时其实现的功能相当于远程CPU中央处理器(Central Processing Unit/Processor，中央处理器)。
也即，如图5所示(以在图1的基础上为例进行展示)，在步骤S103之后，该交流故障识别方法还包括：
S104、外部设备根据分析结果下发指令至控制器，调整逆变器的状态。
该指令包括：启动、停止及运行参数调节中的任意一种。
根据波形分析的结果，外部设备可以进一步下发指令给逆变器。例如，当分析发现交流电流谐波/直流分量/漏电流等参数较大时，可以下发指令调整逆变器的运行参数，以降低电流谐波/直流分量/漏电流；当分析发现光伏直流电压偏离历史最大功率点较远时，可以下发指令调整逆变器的运行参数，以使其追踪到最大功率点；当分析发现交流电网稳定性较低时，可以下发指令调整逆变器的运行参数，以使其减小对交流电网的影响，例如减少有功功率输出，或者增强交流电网的支撑能力，例如增加容性无功功率输出；当分析发现系统存在潜在故障，例如对地绝缘持续降低，则可以提前下发指令调整逆变器的运行参数，优化系统的运行以消除潜在故障、或者提前进入保护状态以防止故障扩大。
实际应用中，调整逆变器的运行参数包括但不限于：调整控制环参数、占空比、目标电压、目标电流、目标功率等。
鉴于远程服务器或者云服务器等外部设备通常具有逆变器本地控制单元不具备的大存储容量、大数据以及算力，因此，本实施例提供的光伏系统的交流故障识别方法，利用远程服务器或者云服务器等外部设备对波形进行分析来获得控制指令，将比本地控制单元具有更精确的控制性能。远程服务器或者云服务器需要通过通信来与本地控制单元来进行交互，速度相对较慢，可以与逆变器的本地控制单元的实时、快速控制进行互补和配合，大幅提升系统性能表现。
另外，远程服务器或者云服务器等外部设备在调整逆变器的运行状态或者运行参数时，还可以基于多次记录的波形进行判断，以使逆变器所在的系统运行在最佳状态。例如，基于逆变器在早上、中午、傍晚分别记录和上传的波形，综合判断后，给出相对最合适的运行状态或者运行参数，或者针对不同时间给出不同的运行状态或者运行参数，以使每个时间段逆变器的运行工况都最佳。也即，执行步骤S103之前，步骤S101到S102的过程可以执行过多次，此时，该交流故障识别方法的流程图如图6所示。
远程服务器或者云服务器等外部设备也可以主动下发指令，先调整逆变器的运行状态或者运行参数，再让逆变器记录并上传运行状态或者运行参数调整之后的波形，远程服务器或者云服务器等外部设备基于波形分析，给出最终适合的最佳运行状态或者运行参数。例如，并网型的逆变器，云服务器先下发指令，控制逆变器运行在低输出功率状态，并控制逆变器记录和上传输出电压波形，然后，云服务器再下发指令，控制逆变器运行在高输出功率状态，并控制逆变器记录和上传输出电压波形，云服务器根据前后输出电压波形的对比分析，可以判断逆变器连接的电网的强弱程度，然后计算出最适合逆变器以及系统稳定的运行参数，比如调节到合适的比例积分控制参数、增加/减弱电压前馈控制程度、增加/降低有功或无功的输出大小等。也即，执行步骤S101之前，可以存在一个步骤S100、外部设备先下发一次指令至控制器，设置逆变器的状态。而且，执行完步骤S104之后，可以再次返回至步骤S101，步骤S101到S104的过程可以执行过多次，具体次数视其应用环境而定即可。此时，该交流故障识别方法的流程图可以参见图7所示。
实际应用中，图6和图7所示的交流故障识别方法，也可以结合应用，视其具体应用环境而定即可，均在本申请的保护范围内。
本发明另一实施例还提供了一种逆变器，参见图7，其具体包括：主电路101和控制器102；其中：
主电路101的直流侧功率端口直接或间接连接光伏系统的光伏阵列，主电路101的交流侧功率端口连接交流电网或交流负载。
主电路101受控于控制器102。
控制器102与外部设备200通信连接，用于执行上述任一实施例所述的光伏系统的交流故障识别方法中的步骤S101和S102。该方法的具体过程及原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
该外部设备200可以通过自身的显示界面，或者通过连接的显示终端，将逆变器发送的波形进行展示。
优选的，该控制器102还用于根据外部设备下发的指令，调整逆变器的状态。
实际应用中，该控制器102与外部设备之间，通过有线通信、无线通信或者电力载波通信，实现通信连接。
另外，该主电路101的结构可以为：DCAC变换电路；或者，DCAC变换电路及位于其前级的至少一个DCDC变换电路。
该逆变器的其他结构和设置可以参见现有技术，只要其能够与外部设备200相配合，实现上述交流故障识别方法即可，均在本申请的保护范围内。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，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的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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 (21)
1.一种光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，包括：
所述光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录；所述预设参数包括：所述光伏系统中逆变器的交流参数；所述控制器记录的预设参数的波形的频率不低于预设参数的特征频率的2倍；
所述控制器将记录得到的波形上传至外部设备，使得所述外部设备对接收到的波形进行存储；
所述外部设备对所述波形进行展示和/或分析，以实现对于所述光伏系统的交流故障识别；
所述光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录，包括：
所述控制器判断是否出现录波触发信号；
若出现所述录波触发信号，则所述控制器对所述预设参数进行波形记录；
所述录波触发信号来自于外部时，具体来自于所述外部设备。
2.根据权利要求1所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述控制器判断是否出现录波触发信号，包括：
所述控制器判断是否接收到来自外部的所述录波触发信号；或者，
所述控制器判断内部是否产生所述录波触发信号。
3.根据权利要求2所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述录波触发信号来自于所述控制器的内部时，具体是由所述控制器的内部定时模块在计时达到设定时间时，生成所述录波触发信号。
4.根据权利要求2所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述录波触发信号来自于所述控制器的内部时，具体是由所述控制器在识别到所述逆变器发生故障时，生成所述录波触发信号。
5.根据权利要求1所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述逆变器的交流侧功率端口连接交流电网或交流负载，所述交流参数包括：交流电压、交流电流及漏电流中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述预设参数还包括：直流电压、直流电流及直流功率中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述逆变器接地时，所述预设参数还包括：对地共模电压和对地绝缘阻抗中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述光伏系统中设置有位于所述逆变器外部的传感器时，所述预设参数还包括：并网点的电压、并网点的电流、负载接入点的电压、负载接入点的电流、外接设备的电流、外部环境温度和光照强度中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述控制器对所述预设参数进行波形记录时，其记录的频率大于等于所述预设参数的特征频率的两倍，和/或，其记录的时长大于等于所述预设参数的波形周期。
10.根据权利要求1-9任一项所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述外部设备对所述波形进行分析，包括：
所述外部设备对所述波形进行时域或频域的分析。
11.根据权利要求1-9任一项所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述外部设备对所述波形进行分析时的参考数据包括：云服务器存储的标准波形数据、所述逆变器上传的其他波形、所述逆变器历史上上传的波形数据以及其他逆变器上传的波形数据中的至少一个。
12.根据权利要求1-9任一项所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述外部设备对所述波形进行分析之后，还包括：
所述外部设备根据分析结果下发指令至所述控制器，调整所述逆变器的状态。
13.根据权利要求12所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述指令包括：启动、停止及运行参数调节中的任意一种。
14.根据权利要求1-9任一项所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述控制器将记录得到的波形上传至外部设备的步骤执行过至少两次之后，再执行所述外部设备对所述波形进行展示和/或分析的步骤。
15.根据权利要求12所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，在光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录之前，还包括：
所述外部设备先下发一次指令至所述控制器，设置所述逆变器的状态。
16.根据权利要求15所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，调整所述逆变器的状态之后，重复执行光伏系统的控制器对所述光伏系统的预设参数进行波形记录的步骤。
17.根据权利要求1-9任一项所述的光伏系统的交流故障识别方法，其特征在于，所述外部设备为：远程服务器、云服务器或移动设备。
18.一种逆变器，其特征在于，包括：主电路和控制器；
所述主电路的直流侧功率端口直接或间接连接光伏系统的光伏阵列，所述主电路的交流侧功率端口连接交流电网或交流负载；
所述主电路受控于所述控制器；
所述控制器与外部设备通信连接，用于执行如权利要求1-17任一项所述的光伏系统的交流故障识别方法中所述光伏系统的控制器所执行的各个步骤。
19.根据权利要求18所述的逆变器，其特征在于，所述控制器还用于根据所述外部设备下发的指令，调整所述逆变器的状态。
20.根据权利要求18所述的逆变器，其特征在于，所述控制器与所述外部设备之间，通过有线通信、无线通信或者电力载波通信，实现通信连接。
21.根据权利要求18-20任一项所述的逆变器，其特征在于，所述主电路为：DCAC变换电路；或者，DCAC变换电路及位于其前级的至少一个DCDC变换电路。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110819893.2A CN113381693B (zh) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 |
| EP22844993.0A EP4376294A1 (en) | 2021-07-20 | 2022-05-30 | Inverter and alternating current fault identification method for photovoltaic system |
| US18/560,908 US20240258969A1 (en) | 2021-07-20 | 2022-05-30 | Inverter and alternating current fault identification method for photovoltaic system |
| KR1020237042011A KR20240005008A (ko) | 2021-07-20 | 2022-05-30 | 광발전 시스템을 위한 인버터 및 교류 전류 고장 식별 방법 |
| JP2023567943A JP2024517822A (ja) | 2021-07-20 | 2022-05-30 | インバータ及び太陽光発電システムの交流故障の認識方法 |
| PCT/CN2022/095907 WO2023000826A1 (zh) | 2021-07-20 | 2022-05-30 | 一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 |
| AU2022313292A AU2022313292A1 (en) | 2021-07-20 | 2022-05-30 | Inverter and alternating current fault identification method for photovoltaic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110819893.2A CN113381693B (zh) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113381693A CN113381693A (zh) | 2021-09-10 |
| CN113381693B true CN113381693B (zh) | 2024-04-12 |
Family
ID=77582570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110819893.2A Active CN113381693B (zh) | 2021-07-20 | 2021-07-20 | 一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240258969A1 (zh) |
| EP (1) | EP4376294A1 (zh) |
| JP (1) | JP2024517822A (zh) |
| KR (1) | KR20240005008A (zh) |
| CN (1) | CN113381693B (zh) |
| AU (1) | AU2022313292A1 (zh) |
| WO (1) | WO2023000826A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114779606B (zh) * | 2021-10-25 | 2023-05-23 | 江苏阿诗特能源科技有限公司 | 高精度计时方法、装置、光伏电网逆变器控制方法和装置 |
| CN117929929A (zh) * | 2024-03-22 | 2024-04-26 | 江苏大烨智慧能源有限公司 | 一种具有故障自诊断功能的三相高压混合逆变器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101410508B1 (ko) * | 2014-04-15 | 2014-06-24 | 주식회사 에코스 | 태양광 발전 시스템의 직류 지락 검출 회로 |
| CN105785174A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-20 | 深圳茂硕电气有限公司 | 一种光伏逆变器智能故障检测及其数据存储系统 |
| CN110401411A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-01 | 阳光电源股份有限公司 | 光伏储能系统及故障录波装置 |
| CN111983402A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 阳光电源股份有限公司 | 一种直流电弧故障检测方法及光伏逆变系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10242648A1 (de) * | 2002-09-13 | 2004-04-01 | Solarnet Gmbh | Verfahren zur Betriebsüberwachung einer Photovoltaik-Anlage |
| CN102158129B (zh) * | 2011-01-30 | 2013-04-17 | 浙江昱能光伏科技集成有限公司 | 太阳能光伏系统及其故障探测方法 |
| CN205509664U (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 安徽工程大学 | 一种光伏并网逆变器监测系统 |
| CN106603003A (zh) * | 2017-01-06 | 2017-04-26 | 许继电气股份有限公司 | 一种光伏逆变器的录波方法、光伏发电系统、逆变器 |
-
2021
- 2021-07-20 CN CN202110819893.2A patent/CN113381693B/zh active Active
-
2022
- 2022-05-30 KR KR1020237042011A patent/KR20240005008A/ko active Search and Examination
- 2022-05-30 EP EP22844993.0A patent/EP4376294A1/en active Pending
- 2022-05-30 WO PCT/CN2022/095907 patent/WO2023000826A1/zh active Application Filing
- 2022-05-30 AU AU2022313292A patent/AU2022313292A1/en active Pending
- 2022-05-30 JP JP2023567943A patent/JP2024517822A/ja active Pending
- 2022-05-30 US US18/560,908 patent/US20240258969A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101410508B1 (ko) * | 2014-04-15 | 2014-06-24 | 주식회사 에코스 | 태양광 발전 시스템의 직류 지락 검출 회로 |
| CN105785174A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-07-20 | 深圳茂硕电气有限公司 | 一种光伏逆变器智能故障检测及其数据存储系统 |
| CN110401411A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-11-01 | 阳光电源股份有限公司 | 光伏储能系统及故障录波装置 |
| CN111983402A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-24 | 阳光电源股份有限公司 | 一种直流电弧故障检测方法及光伏逆变系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 基于Zynq7100 SoC芯片的电力故障录波监测装置设计;滕林阳;雍进玲;李坤;魏卓;樊大帅;;工业仪表与自动化装置(第03期);第60-63页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4376294A1 (en) | 2024-05-29 |
| US20240258969A1 (en) | 2024-08-01 |
| KR20240005008A (ko) | 2024-01-11 |
| AU2022313292A1 (en) | 2023-11-30 |
| CN113381693A (zh) | 2021-09-10 |
| JP2024517822A (ja) | 2024-04-23 |
| WO2023000826A1 (zh) | 2023-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Givi et al. | A comprehensive monitoring system for online fault diagnosis and aging detection of non-isolated DC–DC converters’ components | |
| CN113381693B (zh) | 一种逆变器和光伏系统的交流故障识别方法 | |
| Soliman et al. | Capacitance estimation algorithm based on DC-link voltage harmonics using artificial neural network in three-phase motor drive systems | |
| CN104091056B (zh) | 一种实验室设备使用寿命预测系统和方法 | |
| CN201607479U (zh) | 一种电网过电压无接触在线监测与识别一体化装置 | |
| US20210159705A1 (en) | Wind energy system and method for identifying low-frequency oscillations in an electrical supply network | |
| CN115021676A (zh) | 光伏系统直流电弧故障检测方法、装置、设备及介质 | |
| WO2015023821A1 (en) | Method and apparatus for monitoring maximum power point tracking | |
| CN105425055A (zh) | 输入缺相检测装置和方法以及多相交流输入电子设备 | |
| JP2020020611A (ja) | 絶縁診断装置、絶縁診断方法、および絶縁診断プログラム | |
| JP2005024469A (ja) | 高調波監視システム、および高調波監視方法 | |
| Subramanian et al. | Intelligent system to monitor and diagnose performance deviation in Industrial Equipment | |
| Ramees et al. | Advances in Capacitor Health Monitoring Techniques for Power Converters: A Review | |
| KR20220056628A (ko) | 동기 발전기, 동기 발전기 모니터링 장치 및 방법, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 및 컴퓨터 프로그램 | |
| CN114696742B (zh) | 光伏系统直流电弧故障检测方法、装置、设备及介质 | |
| US20140225592A1 (en) | Method and device for detecting isolated operation of power generation installations | |
| EP3537602B1 (en) | A method of pv panels diagnostic in pv panels system | |
| CN105486984A (zh) | 一种基于动态电压源控制的直流接地查找方法及仪器 | |
| CN109581051A (zh) | 自适应全频域录波方法 | |
| CN212627121U (zh) | 预警型ac380v电动机保护系统 | |
| CN110649651B (zh) | 交直流双向变流器及其自适应方法、电子装置 | |
| Grasso et al. | Simulation Model and Experimental Setup for Power Quality Disturbances Methodologies Testing and Validation | |
| Sankara Subramanian et al. | Intelligent system to monitor and diagnose performance deviation in Industrial Equipment | |
| EP4296697A1 (en) | Method and system of detection of dropped loads resulting from an electrical power quality event | |
| KR20200114282A (ko) | 전력품질분석을 이용한 태양광인버터 진단 장치 및 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |