JP2024517822A - 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 - Google Patents

Abstract

本出願は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を提供し、当該方法において、コントローラは太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行って、記録した波形を外部機器にアップロードして、高いデータ記憶能力及び処理能力を具備する外部機器はこれらの波形に対して記憶及び後続処理動作を行って、これによって、インバータの交流側の故障に対する正確な認識を実現する。そして、操作者は外部機器から細かい波形を見ることができ、システムによる監視精度を大幅に向上する。また、外部機器は記憶容量、ビッグデータ、演算能力という優勢を十分に利用して、波形を分析して、制御指令を生成することで、インバータの運転を調整し、制御がより正確になり、また、ローカルとリアルタイム且つ迅速に制御して協働し、よりよいシステム性能を取得できる。

Description

本出願は、２０２１年０７月２０日にて中国特許庁に提出され、出願番号が２０２１１０８１９８９３.２であり、発明の名称が「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」である中国特許出願の優先権を主張して、その全ての内容は本出願に援用されている。

本出願は、電力エレクトロニクスの技術分野に関して、特に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に関する。

一般的に、太陽光発電インバータの交流側には電力網が接続される必要があり、機器が故障した場合、故障の際のキーパラメータの特徴に基づいて具体的な故障タイプを判定し、例えば、電力網電圧が閾値を超えると、過電圧故障であると判定し、電流が閾値を超えると、過電流故障であると判定することによって、太陽光発電インバータが適切に応答するようにする。

従って、太陽光発電インバータの交流側に対する故障認識を正確に実現できることを確保するための、システムの解決策を必要とする。

本出願は、インバータの交流側の故障に対する正確な認識を実現するための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を提供する。

上記目的を実現するために、本発明の実施例は以下の技術案を提供し、
本発明の第１の態様は太陽光発電システムの交流故障の認識方法を提供し、
前記太陽光発電システムのコントローラは前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行うステップであって、前記所定パラメータは前記太陽光発電システムにおけるインバータの交流パラメータを含むステップと、
前記コントローラは記録した波形を外部機器にアップロードするステップと、
前記外部機器は前記波形に対して展示及び／又は分析を行うことで、前記太陽光発電システムに対する交流故障の認識を実現するステップと、を含む。

好ましくは、前記太陽光発電システムのコントローラは前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行うステップは、
前記コントローラは記録トリガー信号が生じたかどうかを判定するステップと、
前記記録トリガー信号が生じた場合、前記コントローラは前記所定パラメータに対して波形記録を行うステップと、を含む。

好ましくは、前記コントローラは記録トリガー信号が生じたかどうかを判定するステップは、
前記コントローラは、外部からの前記記録トリガー信号を受信したかどうかを判定するステップ、又は、
前記コントローラは、内部に前記記録トリガー信号が生じたかどうかを判定するステップを含む。

好ましくは、前記記録トリガー信号が外部に由来する場合、具体的に前記外部機器に由来する。

好ましくは、前記記録トリガー信号が前記コントローラの内部に由来する場合、具体的に、前記コントローラの内部タイミングモジュールはタイマーが設定時間に達した場合、前記記録トリガー信号を生成する。

好ましくは、前記記録トリガー信号が前記コントローラの内部に由来する場合、具体的に、前記コントローラは前記インバータが故障したことを認識した場合、前記記録トリガー信号を生成する。

好ましくは、前記インバータの交流側の電力ポートには交流電力網又は交流負荷が接続され、前記交流パラメータは交流電圧、交流電流及び漏れ電流のうちの少なくとも１つを含む。

好ましくは、前記所定パラメータは直流電圧、直流電流及び直流電力のうちの少なくとも１つをさらに含む。

好ましくは、前記インバータが接地していると、前記所定パラメータはグラウンドコモンモード電圧及びグラウンド絶縁抵抗のうちの少なくとも１つをさらに含む。

好ましくは、前記太陽光発電システムに、前記インバータ外部にあるセンサーが設けられる場合、前記所定パラメータはエントリポイントの電圧、エントリポイントの電流、負荷アクセス点の電圧、負荷アクセス点の電流、外付け機器の電流、外部環境温度及び照度のうちの少なくとも１つをさらに含む。

好ましくは、前記コントローラが前記所定パラメータに対して波形記録を行う場合、その記録の周波数は前記所定パラメータの特徴周波数の２倍以上であり、及び／又は、その記録の期間は前記所定パラメータの波形周期の以上である。

好ましくは、前記外部機器が前記波形に対して分析を行うステップは、
前記外部機器が前記波形に対して時間領域又は周波数領域の分析を行うステップを含む。

好ましくは、前記外部機器が前記波形に対して分析を行う際の参照データは、クラウドサーバーに記憶される標準的な波形データ、前記インバータがアップロードした他の波形、前記インバータが履歴的にアップロードした波形データ、及び他のインバータがアップロードした波形データのうちの少なくとも１つを含む。

好ましくは、前記外部機器が前記波形に対して分析を行った後、
前記外部機器が分析結果に基づいて指令を前記コントローラに出して、前記インバータの状態を調整するステップをさらに含む。

好ましくは、前記指令は起動、停止及び運転パラメータ調節のうちの何れか１つを含む。

好ましくは、前記コントローラが記録した波形を外部機器にアップロードするステップを少なくとも２回実行した後、前記外部機器が前記波形に対して展示及び／又は分析を行うステップを実行する。

好ましくは、太陽光発電システムのコントローラが前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行う前、
前記外部機器は指令を前記コントローラに１回出して、前記インバータの状態を設置するステップをさらに含む。

好ましくは、前記インバータの状態を調整した後、太陽光発電システムのコントローラが前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行うステップを繰り返して実行する。

好ましくは、前記外部機器はリモートサーバー、クラウドサーバー又はモバイル機器である。

本発明の第２の態様はインバータをさらに提供し、メイン回路及びコントローラを含み、
前記メイン回路の直流側の電力ポートには太陽光発電システムの太陽光発電アレイが直接又は間接的に接続され、前記メイン回路の交流側の電力ポートには交流電力網又は交流負荷が接続され、
前記メイン回路は前記コントローラによって制御され、
前記コントローラは外部機器と通信接続して、上記第１の態様の何れか１段落に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法における前記太陽光発電システムのコントローラが実行する各ステップを実行する。

好ましくは、前記コントローラはさらに前記外部機器が出した指令に基づいて、前記インバータの状態を調整する。

好ましくは、前記コントローラと前記外部機器との間は、有線通信、無線通信又は電力搬送波通信によって通信接続を実現する。

好ましくは、前記メイン回路はＤＣＡＣ変換回路、又は、ＤＣＡＣ変換回路及びその前段にある少なくとも１つのＤＣＤＣ変換回路である。

本発明が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法によれば、コントローラは太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行って、記録した波形を外部機器にアップロードして、高いデータ記憶能力及び処理能力を具備する外部機器はこれらの波形に対して記憶及び後続処理動作を行って、これによって、インバータの交流側の故障に対する正確な認識を実現する。

本出願の実施例又は従来技術における技術案をより明らかに説明するために、以下、実施例又は従来技術の記載の必要な図面を簡単に紹介し、以下に記載の図面は単に本出願のいくつかの実施例であり、当業者にとって、進歩性に値する労働をしないことを前提として、これらの図面による構造に基づいて他の図面を取得できる。

本発明の実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法のフローチャートである。 本発明の実施例が提供する波形記録の模式図である。 本発明の実施例が提供する従来システムのデータ監視の模式図である。 本発明の実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法の別の４つのフローチャートである。 本発明の実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法の別の４つのフローチャートである。 本発明の実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法の別の４つのフローチャートである。 本発明の実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法の別の４つのフローチャートである。 本発明の実施例が提供するインバータの応用シナリオの模式図である。

以下、本発明の実施例の図面を結合して、本発明の実施例の技術案を明らか且つ完全に記載し、記載される実施例は全ての実施例ではなく、本発明の一部の実施例に過ぎない。本発明の実施例に基づいて、当業者が進歩性に値する労働をしないことを前提として、取得した他の全ての実施例は何れも本発明の保護範囲に属する。

本出願において、用語「含む」「包含」又はその他の任意の変形は非排他的包含を含むように意図され、それにより、一連の要素を含む過程、方法、品物又は機器はそれらの要素を含むだけでなく、更に明確に列挙されていない他の要素を含み、或いは、更にこのような過程、方法、品物又は機器の固有の要素を含む。これ以上限定しない限り、語句「１つの○○を含む」で限定された要素は、当該要素を含む過程、方法、品物又は機器には更に他の同じ要素があることを排除しない。

本発明は、波形特徴に対する認識、判定の正確性を向上するための太陽光発電システムの交流故障の認識方法を提供する。

当該インバータはメイン回路及びコントローラを含み、そのメイン回路の構造設置について、その具体的な応用環境に応じて決定すればよく、ＤＣＡＣ変換回路のみを含んでもよいし、ＤＣＡＣ変換回路の前段には少なくとも１つのＤＣＤＣ変換回路が設けられてもよい。当該インバータの内部、外部の各パラメータは相応的な検出機器を介して当該コントローラに伝送されることで、当該コントローラは相応的なパラメータを監視する場合、当該メイン回路に対する正確な制御を実現できる。

そして、当該コントローラは外部機器と通信接続して、当該外部機器はリモートサーバー、クラウドサーバー又はモバイル機器などであってもよく、一般的に、外部機器はマスターマシンであり、当該コントローラはスレーブマシンであり、外部機器は指令を当該コントローラにリモートに出して、インバータの起動、停止、運転などを制御して、インバータの運転パラメータを取得する。当該コントローラと外部機器との間の通信方式は有線、例えばＲＳ４８５、ＣＡＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、ＵＳＢなどであってもよいし、無線、例えばＷｉＦｉ、ブルートゥース 、Ｚｉｇｂｅｅ、Ｌｏｒａ、ＮＢ―ＩＯＴ、光通信などであってもよいし、或いはＰＬＣ電力搬送波通信などであってもよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

図１を参照し、当該太陽光発電システムの交流故障の認識方法は以下のステップを含み、
Ｓ１０１：太陽光発電システムのコントローラは、太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行う。

一般的に、当該インバータの内部又は外部には、電圧、電流、電力などの電気的パラメータ、又は温度、放射照度などの外部環境パラメータを検出するための複数の検出機器が設けられ、これらの検出機器は何れも検出結果をコントローラに出力することで、コントローラは何れか１つ又は複数の相応的な所定パラメータに対して波形記録を行う。

実際応用において、当該所定パラメータは少なくとも太陽光発電システムにおけるインバータの交流パラメータ、例えば交流電圧、交流電流及び漏れ電流のうちの少なくとも１つを含む。交流電圧、交流電流の連続的な波形記録は電圧調波、電流調波、電圧直流成分、電流直流成分、交流有効電力、交流無効電力、交流皮相電力、力率、交流抵抗及び安定性などの交流電力網又は交流負荷の関連特徴を分析できる。漏れ電流の連続的な波形記録はシステムの絶縁状況及び安全状況を追跡できる。

コントローラが所定パラメータに対して波形記録を行う過程で、その記録の周波数及び期間は何れも具体的な応用環境に応じて決定すればよい。実際応用において、波形記録の忠実度を確保するために、信号サンプリングのシャノンの定理を満たすように、波形記録の周波数は当該所定パラメータの特徴周波数の２倍以上であるべきであり、即ち、収集周波数が２倍の特徴周波数より大きい場合に限り、キー情報を収集できる。例えば、当該インバータの交流側の電力ポートの５０Ｈｚの交流電圧波形を記録する場合、波形記録の周波数は１００Ｈｚ以上であるべきであり、つまり、１秒ごとに１００個以上の電圧点を記録する。また、波形記録の周波数が一定である場合、波形記録の期間が長いほど、収集される点数が多くなり、波形の完全性がよくなる。波形記録の期間は当該所定パラメータのオリジナル波形の周期の以上であるほうがよく、例えば、交流側の電力ポートの５０Ｈｚの交流電圧波形を記録し、その周期が２０ｍｓであれば、波形記録の長さは２０ｍｓ以上であるほうがよく、さらに、複数の連続的な波形周期、例えば１０個の波形周期を記録して、波形の周期性を展示してもよい。無論、記録される波形期間が長いほど、記録、記憶、伝達の対象となるデータ量が大きくなり、システムハードウェアに対する要求が高くなり、実際応用においてトレードオフしてもよい。図２は、５０Ｈｚ（周期２０ｍｓ）の正弦波電圧波形（例えば、電力網電圧波形）を記録する模式図であり、５０ｕｓの周期に従って波形を記録し、１つの周期ごとに４００個の点を記録できる。

Ｓ１０２：コントローラは記録された波形を外部機器にアップロードする。

相応的な通信方式によって、コントローラは記録された波形を外部機器にアップロードし、当該通信方式の選択について、その具体的な応用環境に応じて決定すればよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

Ｓ１０３：外部機器は波形に対して展示及び／又は分析を行うことで、太陽光発電システムに対する交流故障の認識を実現する。

実際応用において、当該インバータは故障際のキーパラメータの特徴に基づいて具体的な故障タイプを判定し、例えば、電力網電圧が閾値を超えた場合、過電圧故障であると判定し、電流が閾値を超えた場合、過電流故障であると判定し、そして、当該インバータはさらに、交流電力網の特徴、例えば電力網電圧範囲、電力網抵抗、電力網調波などを主動に検出することで、自体の関連運転パラメータを適時に調整して、交流電力網の特徴にできるだけ適応する。

但し、故障判定であっても、運転パラメータの動的調整であっても、何れも当該インバータのローカル制御ユニット（即ち、上記コントローラ）に基づいて実行すれば、そのデータ記憶能力及び処理能力が何れも有限であるため、認識、判定の正確性が有限である。

従って、ステップＳ１０２及びＳ１０３によって、これらの動作を外部機器に任せて、外部機器は自体の表示インターフェース、又は接続される表示端末によって、インバータが送信した波形を展示し、この場合、それが実現する機能はリモートオシロスコープに相当し、さらに、当該外部機器は波形を分析して、波形分析の結果を出力することもできる。

具体的に、使用する波形分析方法は、現在波形に対する時間領域又は周波数領域の特徴分析であってもよい。波形の調波、直流成分、振幅値、システム安定性などを分析する。

実際応用において、外部機器が波形に対して分析を行う際の参照データは、クラウドサーバーに記憶される標準的な波形データ、インバータがアップロードした他の波形、インバータが履歴的にアップロードした波形データ、及び他のインバータがアップロードした波形データのうちの少なくとも１つを含む。

使用する波形分析方法は以下の通りであり、現在波形と外部機器に記憶される標準的な波形データとを比較して、分析結果を取得して出力する。又は、現在波形（例えば、交流電圧波形）とインバータがアップロードした他の波形（例えば、電流波形）データに対して総合的に分析して、分析結果を取得して出力する。或いは、現在波形とインバータが履歴的にアップロードした波形データに対して総合的に分析して、分析結果を取得して出力する。若しくは、現在波形と他のインバータがアップロードした波形データに対して総合的に分析して、分析結果を取得して出力する。

本実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法によれば、高いデータ記憶能力及び処理能力を有する外部機器が、これらの波形に対して記憶及び後続処理動作を行って、インバータの交流側の故障に対する正確な認識を実現する。

ここで、本実施例に記載の波形記録は、従来システムのデータ監視と異なる。従来システムのデータ監視は一般的に分レベルであり、図３に示すように、交流電圧の監視に対して、一般的に分レベルの監視を行うことしかできないため、リアルタイムな波形を展示できず、電圧実効値Ｖｒｍｓの波形輪郭のみを展示できる。本実施例において、当該インバータの細かいセグメントの波形を記録することで、外部機器は後続の細かい分析及び展示を行って、システムの監視精度を大幅に向上する。

図１を基に、本発明の別の実施例が提供する当該交流故障認識方法は図４に示すように、そのステップＳ１０１は具体的に以下のステップを含み、
Ｓ２０１：コントローラは記録トリガー信号が生じたかどうかを判定する。

その具体的な過程は以下の通りであり、即ち、コントローラは外部からの記録トリガー信号を受信したかどうかを判定し、又は、コントローラは内部に記録トリガー信号が生じたかどうかを判定する。即ち、当該記録トリガー信号は外部に由来してもよいし、内部に由来してもよく、その具体的な応用環境に応じて決定すればよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

１つの好適な実施解決策として、当該記録トリガー信号は外部からのトリガー信号である。例えば、外部機器、例えばリモートサーバー／クラウドサーバーの操作インターフェース、モバイル機器のプログラム又は外部キーの操作などによって、当該インバータに当該記録トリガー信号を送信して、波形記録を行うように、当該インバータをトリガーする。

別の好適な実施解決策として、当該記録トリガー信号は当該インバータの内部のタイミングメカニズムによってトリガーされ、当該インバータにおけるコントローラの内部のタイミングモジュールのタイマーが設定時間に達した場合、当該コントローラは当該記録トリガー信号を生成して、波形記録操作を実行するように、コントローラをトリガーする。例えば、インバータは１時間ごとに波形記録を１回トリガーし、このように、波形記録のリアルタイム性を考慮するとともに、多すぎる記憶及び通信チャネルリソースを占有することを回避する。

別の好適な実施解決策として、当該記録トリガー信号は、当該インバータが故障を認識した場合生成したものであり、コントローラはインバータの故障を認識した場合、波形記録操作を実行する。例えば、電力網過電圧故障が生じた場合、電力網電圧を記録するように、コントローラをトリガーする。このように、故障際の波形を正確に記録するとともに、波形の持続的な記録が多すぎる記憶及び通信チャネルリソースを占有することを回避する。

以上は単にいくつかの具体的な例示であるため、これらに限定されず、コントローラが記録トリガー信号が生じたかどうかを判定する具体的な過程について、実際状況に応じて変更してもよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

記録トリガー信号が生じた場合、ステップＳ１０２を実行する。

Ｓ１０２：コントローラは所定パラメータに対して波形記録を行う。

その記録の過程及び要求について、前の実施例を参照すればよく、ここで、贅言しない。

当該インバータのメイン回路の構造にかかわらず、実際応用において、当該インバータは一般的に、直流側の電力ポート及び交流側の電力ポートという２つの電力ポートを備える。その交流側の電力ポートには交流電力網又は交流負荷が接続され、その直流側の電力ポートには太陽光発電アレイが直接的に接続され、又はＤＣＤＣコンバータを介して太陽光発電アレイに間接的に接続され、具体的な環境に応じて、その直流側の前段にはコンバイナーボックスが追加されてもよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

また、当該インバータは相応的な電力ポートの電気的パラメータを検出するための相応的な検出機器をさらに備えることで、当該インバータのコントローラは上記方法の相応的なステップによって、これらの電気的パラメータに対して連続且つ高速な波形記録を行って、通信によって記録される波形を外部機器に送信する。具体的に、当該インバータのコントローラは、記録トリガー信号が存在するかどうかを検出し、存在すれば、相応的な電力ポートからの電気的パラメータのうちの少なくとも１つに対して、第１時間帯持続する連続的な波形記録を行う。例えば、記録トリガー信号が存在することを検出した場合、交流側の電力ポートの電圧に対する連続的な波形記録をすぐに起動させる。

実際応用において、当該所定パラメータは、交流側の電力ポートの電気的パラメータを含むとともに、直流側の電力ポートの電気的パラメータ、例えば直流電圧、直流電流及直流電力のうちの少なくとも１つを含む。直流電圧、直流電流の連続的な波形記録は、直流電力、電圧電流の安定性などの直流電源又は直流負荷の関連特徴を分析できる。

実際応用において、当該インバータにはグラウンド端がさらに存在し、この場合、当該所定パラメータはグラウンドの電気的パラメータであってもよく、具体的に、グラウンドコモンモード電圧及びグラウンド絶縁抵抗のうちの少なくとも１つを含む。グラウンドコモンモード電圧、グラウンド絶縁抵抗の連続的な波形記録は、システムの絶縁及び安全状況を検出する。

また、当該インバータには外部センサーがさらに設けられてもよく、この場合、当該所定パラメータは外部の電気的パラメータであってもよく、具体的に、エントリポイントの電圧、エントリポイントの電流、負荷アクセス点の電圧、負荷アクセス点の電流、外部環境温度及び照度のうちの少なくとも１つを含む。実際応用において、外付け電流センサーによってエントリポイントの電流及び／又は外付けのサードパーティ機器の電流を測定してもよいし、外付け温度センサーによって外部環境温度を測定して電気的パラメータ信号に変換して、コントローラに送信してもよいし、さらに、外付け照射センサーによって照度を測定して電気信号に変換してコントローラに送信してもよい。外部電気的パラメータの連続的な波形記録は、外部関連機器又は外部環境の変化を追跡できる。

以上は何れも所定パラメータのいくつかの具体的な例示であり、実際応用において、これらに限定されず、分析又は展示対象となるパラメータであればよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

上記実施例を基に、本発明の別の実施例が提供する当該交流故障認識方法において、当該外部機器が波形分析を完成した後、制御指令を生成して、インバータの運転を制御し、この場合、それが実現する機能はリモートＣＰＵ中央演算処理装置（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ／Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、中央演算処理装置）に相当する。

即ち、図５に示すように（図１を基に展示する）、ステップＳ１０３の後、当該交流故障の認識方法はさらに以下のステップを含み、
Ｓ１０４：外部機器は分析結果に基づいて指令をコントローラに出して、インバータの状態を調整する。

当該指令は起動、停止及び運転パラメータ調節のうちの何れか１つを含む。

波形分析の結果に基づいて、外部機器はさらに指令をインバータに出す。例えば、交流電流調波／直流成分／漏れ電流などのパラメータが大きいことを分析して発見した場合、インバータの運転パラメータを調整するように指令を出して、電流調波／直流成分／漏れ電流を低減し、太陽光発電直流電圧が履歴最大電力点から遠く外れたことを分析して発見した場合、インバータの運転パラメータを調整するように指令を出して、最大電力点を追踪するようにし、交流電力網の安定性が低いことを分析して発見した場合、インバータの運転パラメータを調整するように指令を出して、交流電力網に対する影響を低減し、例えば、有効電力の出力を減少し、又は交流電力網の支持能力を強化させ、例えば、容量性無効電力の出力を増やし、システムに潜在的な故障が存在し、例えば、グラウンド絶縁が持続的に低下していることを分析して発見した場合、インバータの運転パラメータを調整するように指令を事前に出して、システムの運転を最適化して潜在的な故障をなくし、又は故障の拡大を防止するために、事前に保護状態に入る。

実際応用において、インバータの運転パラメータの調整は、制御ループパラメータ、デューティ、目標電圧、目標電流、目標電力などの調整を含むが、これらに限定されない。

リモートサーバー又はクラウドサーバーなどの外部機器は一般的に、インバータのローカル制御ユニットが具備しない大記憶容量、ビッグデータ以及演算能力を備えるため、本実施例が提供する太陽光発電システムの交流故障の認識方法において、リモートサーバー又はクラウドサーバーなどの外部機器を使用して波形を分析して制御指令を取得することは、ローカル制御ユニットより、正確な制御性能を備える。リモートサーバー又はクラウドサーバーは通信によってローカル制御ユニットとインタラクションを行って、速度が比較的に遅く、インバータのローカル制御ユニットのリアルタイム且つ迅速な制御と相補及び協働を行って、システムの性能表現を大幅に向上する。

また、インバータの運転状態又は運転パラメータを調整する場合、リモートサーバー又はクラウドサーバーなどの外部機器はさらに複数回に記録される波形に基づいて判定することで、インバータが所在するシステムを最適な状態に運転させる。例えば、インバータが朝、昼、夕方にそれぞれ記録してアップロードした波形に基づいて、総合的に判定した後、最適な運転状態又は運転パラメータを提供し、又は異なる時間に対して異なる運転状態又は運転パラメータを提供することで、それぞれの時間帯のインバータの運転状況が何れも最適になる。即ち、ステップＳ１０３を実行する前、ステップＳ１０１～Ｓ１０２の過程を複数回実行してもよく、この場合、当該交流故障の認識方法のフローチャートについて図６を参照すればよい。

リモートサーバー又はクラウドサーバーなどの外部機器は指令を主動に出してもよく、まず、インバータの運転状態又は運転パラメータを調整してから、インバータに運転状態又は運転パラメータ調整後の波形を記録してアップロードさせ、リモートサーバー又はクラウドサーバーなどの外部機器は波形分析に基づいて、最後の最適な運転状態又は運転パラメータを提供する。例えば、グリッド接続型のインバータに対して、クラウドサーバーはまず指令を出して、低出力電力状態に運転させるようにインバータを制御し、出力電圧波形を記録してアップロードするようにインバータを制御し、そして、クラウドサーバーは再度指令を出して、高出力電力状態に運転させるようにインバータを制御するとともに、出力電圧波形を記録してアップロードするように、インバータを制御し、前後の出力電圧波形の比較分析に基づいて、クラウドサーバーはインバータに接続される電力網の強さを判定して、インバータ及びシステムの安定にとって最適な運転パラメータを計算し、例えば、適切な比例積分の制御パラメータに調節し、電圧フィードフォワード制御程度を増やし／弱め、有効又は無効の出力の大きさを増加／低減させるなどがある。即ち、ステップＳ１０１を実行する前、ステップＳ１００が存在してもよく、即ち、外部機器が指令をコントローラに１回出して、インバータの状態を設置する。そして、ステップＳ１０４を実行した後、ステップＳ１０１に再び戻って、ステップＳ１０１～Ｓ１０４の過程を複数回実行してもよく、具体的な回数について、応用環境に応じて決定すればよい。この場合、当該交流故障の認識方法のフローチャートについて、図７を参照すればよい。

実際応用において、図６及び図７の交流故障の認識方法について、応用を結合して、その具体的な応用環境に応じて決定してもよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

本発明の別の実施例はインバータをさらに提供し、図７を参照し、具体的にメイン回路１０１及びコントローラ１０２を含み、
メイン回路１０１の直流側の電力ポートには太陽光発電システムの太陽光発電アレイが直接又は間接的が接続され、メイン回路１０１の交流側の電力ポートには交流電力網又は交流負荷が接続される。
メイン回路１０１はコントローラ１０２によって制御される。
コントローラ１０２は外部機器２００と通信接続して、上記何れか１つの実施例に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法におけるステップＳ１０１及びＳ１０２を実行する。当該方法の具体的な過程及び原理について、上記実施例を参照すればよく、ここで、贅言しない。

当該外部機器２００は自体の表示インターフェース、又は接続される表示端末によって、インバータが送信した波形を展示する。

好ましくは、当該コントローラ１０２はさらに、外部機器が出した指令に基づいて、インバータの状態を調整する。

実際応用において、当該コントローラ１０２と外部機器との間は、有線通信、無線通信又は電力搬送波通信によって、通信接続を実現する。

また、当該メイン回路１０１の構造はＤＣＡＣ変換回路、又は、ＤＣＡＣ変換回路及びその前段にある少なくとも１つのＤＣＤＣ変換回路である。

当該インバータの他の構造及び設置について、従来技術を参照してもよく、外部機器２００と協働して、上記交流故障の認識方法を実現すればよく、何れも本出願の保護範囲内に属する。

本明細書における各実施例に対して何れも漸進の方式で記載し、各実施例の間の同様又は類似の部分について互いに参照すればよく、それぞれの実施例は何れも他の実施例との相違点を主に説明する。特に、システム又はシステム実施例に対して、方法実施例に基本的に類似するため、その記載は簡単であり、関連するところについて、方法実施例の一部の説明を参照すればよい。以上に記載のシステム及びシステム実施例は単に模式的なものであり、個別部材として説明したユニットは物理的に分離してもよく、そうでなくてもよく、ユニットとして表示した部材は、物理的ユニットであってもよく、そうではなくてもよく、即ち、１箇所に位置してもよく、複数のネットワークユニットに分散されてもよい。実際のニーズに基づき、そのうちの一部または全てのユニットを選択して、本実施例の技術案の目的を達成できる。当業者が進歩性に値する労働をしない場合、理解して実施できる。

当業者であれば、さらに意識できるように、本明細書が開示した実施例を結合して記載される各例示のユニット及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピューターソフトウェア又は両者の結合によって実現され、ハードウェアとソフトウェアとの互換性を明らかに説明するために、上記説明において、機能に従って各例示の構成及びステップを一般的に記載する。これらの機能はハードウェアの方式、それともソフトウェアの方式で実行されるかということは、技術案の特定の応用及び設計制約条件に依存する。当業者はそれぞれの特定の応用に対して、異なる方法を使用して記載される機能を実現できるが、このような実現は本発明の範囲を超えていない。

開示された実施例に対する上記説明によれば、本明細書における各実施例に記載の特徴に対して互いに置き換え又は組み合わせを行ってもよく、これによって、当業者は本発明を実現又は使用できる。これらの実施例に対する多種の補正は当業者にとって自明であり、本明細書に定義される一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱しない場合、他の実施例において実現できる。従って、本発明は本明細書におけるこれらの実施例に限定されず、本明細書が開示した原理及び新規特点と一致する最も幅広い範囲に合う。

Claims (23)

1. 太陽光発電システムの交流故障の認識方法であって、
   前記太陽光発電システムのコントローラは前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行うステップであって、前記所定パラメータは前記太陽光発電システムにおけるインバータの交流パラメータを含むステップと、
   前記コントローラは記録した波形を外部機器にアップロードするステップと、
   前記外部機器は前記波形に対して展示及び／又は分析を行うことで、前記太陽光発電システムに対する交流故障の認識を実現するステップと、を含むことを特徴とする太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
2. 前記太陽光発電システムのコントローラは前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行う前記ステップは、
   前記コントローラは記録トリガー信号が生じたかどうかを判定するステップと、
   前記記録トリガー信号が生じた場合、前記コントローラは前記所定パラメータに対して波形記録を行うステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
3. 前記コントローラは記録トリガー信号が生じたかどうかを判定する前記ステップは、
   前記コントローラは外部からの前記記録トリガー信号を受信したかどうかを判定するステップ、又は、
   前記コントローラは内部に前記記録トリガー信号が生じたかどうかを判定するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
4. 前記記録トリガー信号が外部に由来する場合、具体的に前記外部機器に由来することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
5. 前記記録トリガー信号が前記コントローラの内部に由来する場合、具体的に、前記コントローラの内部タイミングモジュールはタイマーが設定時間に達した場合、前記記録トリガー信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
6. 前記記録トリガー信号が前記コントローラの内部に由来する場合、具体的に、前記コントローラは前記インバータが故障したことを認識した場合、前記記録トリガー信号を生成することを特徴とする請求項３に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
7. 前記インバータの交流側の電力ポートには交流電力網又は交流負荷が接続され、前記交流パラメータは交流電圧、交流電流及び漏れ電流のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
8. 前記所定パラメータは直流電圧、直流電流及び直流電力のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
9. 前記インバータが接地していると、前記所定パラメータはグラウンドコモンモード電圧及びグラウンド絶縁抵抗のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
10. 前記太陽光発電システムに、前記インバータ外部にあるセンサーが設けられる場合、前記所定パラメータはエントリポイントの電圧、エントリポイントの電流、負荷アクセス点の電圧、負荷アクセス点の電流、外付け機器の電流、外部環境温度及び照度のうちの少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
11. 前記コントローラが前記所定パラメータに対して波形記録を行う場合、その記録の周波数は前記所定パラメータの特徴周波数の２倍以上であり、及び／又は、その記録の期間は前記所定パラメータの波形周期の以上であることを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
12. 前記外部機器が前記波形に対して分析を行う前記ステップは、
    前記外部機器が前記波形に対して時間領域又は周波数領域の分析を行うステップを含むことを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
13. 前記外部機器が前記波形に対して分析を行う際の参照データは、クラウドサーバーに記憶される標準的な波形データ、前記インバータがアップロードした他の波形、前記インバータが履歴的にアップロードした波形データ、及び他のインバータがアップロードした波形データのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
14. 前記外部機器が前記波形に対して分析を行った後、
    前記外部機器が分析結果に基づいて指令を前記コントローラに出して、前記インバータの状態を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
15. 前記指令は起動、停止及び運転パラメータ調節のうちの何れか１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
16. 前記コントローラが記録した波形を外部機器にアップロードするステップを少なくとも２回実行した後、前記外部機器が前記波形に対して展示及び／又は分析を行うステップを実行することを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
17. 太陽光発電システムのコントローラが前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行う前、
    前記外部機器は指令を前記コントローラに１回出して、前記インバータの状態を設置するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
18. 前記インバータの状態を調整した後、太陽光発電システムのコントローラが前記太陽光発電システムの所定パラメータに対して波形記録を行うステップを繰り返して実行することを特徴とする請求項１７に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
19. 前記外部機器はリモートサーバー、クラウドサーバー又はモバイル機器であることを特徴とする請求項１～１１の何れか１項に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法。
20. インバータであって、メイン回路及びコントローラを含み、
    前記メイン回路の直流側の電力ポートには太陽光発電システムの太陽光発電アレイが直接又は間接的に接続され、前記メイン回路の交流側の電力ポートには交流電力網又は交流負荷が接続され、
    前記メイン回路は前記コントローラによって制御され、
    前記コントローラは外部機器と通信接続して、請求項１～１９の何れか１項に記載の太陽光発電システムの交流故障の認識方法における前記太陽光発電システムのコントローラが実行する各ステップを実行することを特徴とするインバータ。
21. 前記コントローラはさらに前記外部機器が出した指令に基づいて、前記インバータの状態を調整することを特徴とする請求項２０に記載のインバータ。
22. 前記コントローラと前記外部機器との間は、有線通信、無線通信又は電力搬送波通信によって通信接続を実現することを特徴とする請求項２０に記載のインバータ。
23. 前記メイン回路はＤＣＡＣ変換回路、又は、ＤＣＡＣ変換回路及びその前段にある少なくとも１つのＤＣＤＣ変換回路であることを特徴とする請求項２０～２２の何れか１項に記載のインバータ。

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