NL2017875B1

NL2017875B1 - Method and system for diagnosing open-circuit fault in a boost chopper micro-inverter for photovoltaic panels

Info

Publication number: NL2017875B1
Application number: NL2017875A
Authority: NL
Inventors: Dong Mi; Wang Shuo; Yang Jian; Li Li; Li Yulin; Su Mei; Han Hua; Nie Yuwen; Tian Xiaoyu
Original assignee: Univ Central South
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2017-05-23
Also published as: NL2017875A

Claims

1 .Werkwijze voor het diagnosticeren van een open-ketenfout in een boost chopper micro-inverter voor fotovoltaïsche panelen, omvattende de stappen: tot stand brengen van een observator voor het evalueren van een stroom in een tak van de boost chopper micro-inverter omvattende een schakelaar in een on-line wijze voor het verkrijgen van een geëvalueerde stroom; verkrijgen van een stroomrest op basis van de geëvalueerde stroom en een werkelijke bij genoemde tak gemeten stroom; vergelijken van een H2-norm van de stroomrest met een restdrempelwaarde voor het bepalen of er een open-ketenfout optreedt in de tak die de schakelaar bevat; en afsnijden van de tak die de schakelaar bevat door gebruik te maken van PLC-technologie wanneer de open-ketenfout in genoemde tak optreedt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij indien de H2-norm van de stroomrest minder is dan de restdrempelwaarde, wordt bepaald dat er geen open-ketenfout optreedt; in andere gevallen wordt bepaald dat een open-ketenfout optreedt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de stap van het tot stand brengen van de observator verder sub-stappen omvat van: uitvoeren van modelvorming voor de boost chopper micro-inverter voor fotovoltaïsche panelen, voor het verkrijgen van een derde-orde niet-lineair model op basis van gemiddelde schakelperiode met betrekking tot een enkele convertortak; verwerken van kleine afwijking op punten met stabiel bedrijf met betrekking tot het derde-orde niet-lineaire model via linearisatie, voor het verkrijgen van een lineair kleinsignaalmodel van de enkele tak van de convertor; construeren van een uitdrukking voor de observator, en verkrijgen van een foutberekeningsuitdrukking op basis van het lineaire kleinsignaalmodel van de enkele tak van de convertor en de uitdrukking voor de observator; en selecteren van een terugkoppelversterkingsmatrix van uitgangsfout van de observator die de fout stabiel maakt, voor het bepalen van de observator.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij een uitdrukking voor het derde-orde niet-lineaire model van de enkele tak van de convertor als volgt is:

ti waarbij ac een netspanning over uitgangseinden van de boost chopper micro-inverter is, Xi Pr een spanning aan een gelijkstroomzijde van de fotovoltaïsche panelen in de boost chopper micro-inverter is, d een inschakeltijd van elke schakelaar tijdens één cyclus is, L een zelfinductie van een boost chopper-keten in één enkele tak van de boost chopper micro-inverter is, RL C 0, 0, en 0 respectievelijk een filterweerstand en filterzelfinductie, en een filtercapaciteit van de uitgangseinden zijn, *° een stroom in een filterinductor is, lp een stroom in een inductor van de boost chopper-keten is, en li 0 een spanning op een filtercondensator is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij de uitdrukking voor het lineaire kleinsignaalmodel van de enkele tak van de convertor als volgt is: < x = Ax + Bu y = Cx h d X = 1q U — ^ρν waarbij -u°-, pU'“: ^, en y ~ W respectievelijk een toestandsvariabele, een besturingsinvoer en een meetbare uitvoer zijn; 0 0 0 bn bl2 bu A= 0 a22 α23 B = 0 0 b23 α31 a32 0 b3l 0 0 _ en C-\l 0 reSpectjeve|jjkeen toestandsmatrix, een besturingsmatrix en een uitgangsmatrix zijn,

5

J

diL / dt x= di0/dt -du°/ dt] een eerste afgeleide van de toestandsvariabele is, D een arbeidsfactor in stabiel bedrijf is, ^'ac een spanning aan een wisselstroomzijde in stabiel bedrijf is, IL een stroom in stabiel bedrijf in de inductor bij stabiel bedrijf is.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, waarbij de uitdrukking voor de observator als volgt is: < x = (A - HC)x + Bu + Hy y = Cx waarbij x , y respectievelijk geëvalueerde waarden van de toestandsvariabele en de meetbare uitvoer zijn, Heen foutcompensatiematrix voor uitvoer van de observator is, en x een geëvalueerde waarde voor x is.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 4-6, waarbij fout ^ kan worden berekend door de volgende vergelijking: e = 04 - HC)e waarbij

lL een geëvalueerde fout van de stroom in de inductor van de boost chopper-keten is, een geëvalueerde fout van de stroom in de filterinductor is, en een geëvalueerde fout van de spanning in de filtercondensator is. 8. werkwijze volgens conclusie 7, waarbij indien de geselecteerde M = \h m m "F terugkoppelversterkingsmatrixHvan uitgangsfout van de observator L 1 2 3j is, waarbij H\, H2, en Ht, respectievelijk verhoudingen van uitgangsfoutterugkoppelwaarden tot ingangswaarden zijn, dan

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 4-8, waarbij de stroom rest wordt berekend door de volgende vergelijking: r(t) = v*(iL-ïL) waarbij r(t) de stroomrest is, v = 1.2, ÏL een werkelijke stroom in de inductor van de boost chopper-keten is, 1l een geëvalueerde stroom in de inductor van de boost chopper-keten is, en t tijd is.

10. Werkwijze volgens een van de conclusies 4-9, waarbij de restdrempelwaarde wordt berekend door de volgende vergelijking: Jth =sup||r(f)||2 waarbij Jth de restdrempelwaarde is, H ^ een H2-norm van de stroomrest is, Κ0ΙΙ2=(Γ r(t)T r(t)dt)112 en J-° , waarbij T de transpositie van de matrix is.

11. Systeem voor het diagnosticeren van een open-ketenfout in een boost chopper micro-inverter voor fotovoltaïsche panelen, omvattende: een observator, geconfigureerd voor het evalueren van een stroom in een tak van de boost chopper micro-inverter omvattende een schakelaar op een on-line wijze voor het verkrijgen van een geëvalueerde stroom, een stroomrestmodule, geconfigureerd voor het verkrijgen van een stroomrest op basis van de geëvalueerde stroom en een werkelijke bij genoemde tak gemeten stroom, een vergelijkingsmodule, geconfigureerd voor het vergelijken van de H2-norm van de stroomrest met een restdrempelwaarde voor het bepalen of er een open-ketenfout optreedt in de tak die de schakelaar bevat, en een foutpuntafsnijmodule, geconfigureerd voor het afsnijden van de tak die de schakelaar bevat door gebruik te maken van PLC-technologie wanneer de open-ketenfout in genoemde tak optreedt.