一种光伏并离网逆变器的继电器故障检测方法与流程

本发明属于逆变器继电器检测领域，涉及一种光伏并离网逆变器的继电器故障检测方法。

背景技术：

在光伏发电领域，对于采样离网和并网双路供电方式的光伏逆变系统来说，为解决光伏电力不稳定性和间歇性，要做到在有电地区应用光伏电力并与市电互补为用户提供满足负载连续不间断用电需求，就要求离网光伏电力系统和市电供电系统实现相互切换。通常情况下并离网逆变器具备的并网和离网两种工作模式，逆变器需要实现并网和离网模式相互切换。继电器作为实现切换的重要安规器件，继电器本身的可靠性非常重要，有必要在并网运行和切换工作模式前进行自检确认，确保各继电器能够无故障（包括无触点异常粘死和触点不可闭合）运行。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目是提供一种光伏并离网逆变器的继电器故障检测方法，其对通过9个继电器实现并网与离网切换的并离网逆变器系统的继电器的故障检测，有效检测出继电器是否有异常粘死和触点不可闭合的故障。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种光伏并离网逆变器的继电器故障检测方法，逆变器依次通过第一继电器和第三继电器电性连接至电网的光伏输入线l，所述逆变器依次通过第二继电器和第四继电器电性连接至电网的光伏输入线n，所述第一继电器和所述第三继电器相互串接，所述第二继电器和所述第四继电器相互串接，所述第一继电器和所述第三继电器的连接点通过第五继电器电性连接至负载的输入线l；所述第二继电器和所述第四继电器的连接点通过第六继电器电性连接至负载的输入线n；所述逆变器通过第七继电器电性连接至所述负载的输入线l；所述逆变器依次通过第八继电器和第九继电器电性连接至所述负载的输入线n，所述第八继电器和所述第九继电器相互串接；

在所述逆变器与所述第一继电器和所述第二继电器的连接端进行电压采样获取第一电压，在电网与所述第三继电器和所述第四继电器的连接端进行采样获取第二电压，在负载与所述第五继电器和所述第六继电器的连接端进行采样获取第三电压；

所述继电器故障检测方法包括如下步骤：

s1、所有继电器关断，判断所述第一电压是否大于第一阀值或所述第三电压是否大于第二阀值，若结果为是，则至少所述第三继电器或所述第四继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s2、开通所述第一继电器和所述第二继电器，判断所述第一电压是否大于所述第一阀值，若结果为是，则所述第三继电器或所述第四继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s3、关断所述第一继电器和所述第二继电器，开通所述第五继电器和所述第六继电器，判断所述第三电压是否大于所述第二阀值，若结果为是，则所述第三继电器或所述第四继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s4、开通所述第三继电器和所述第四继电器，判断所述第三电压与所述第二电压的差值的绝对值是否大于第三阀值，若结果为是，则所述第三继电器和所述第四继电器或所述第五继电器和所述第六继电器有不可闭合故障；若结果为否，则进行下一步；

s5、关断所述第五继电器和所述第六继电器，判断所述第一电压是否大于所述第一阀值或所述第三电压是否大于所述第二阀值，若结果为是，则所述第一继电器和所述第二继电器或所述第五继电器和所述第六继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s6、关断所述第三继电器和所述第四继电器，所述逆变器驱动输出正弦信号电压，判断所述第三电压是否大于所述第二阀值，若结果为是，则所述第七继电器或所述第八继电器和所述第九继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s7、所述逆变器驱动输出正弦信号电压，开通所述第九继电器，判断所述第三电压是否大于所述第二阀值，若结果为是，则所述第七继电器或所述第八继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s8、所述逆变器驱动输出正弦信号电压，关断所述第九继电器，开通所述第七继电器和所述第八继电器，判断所述第三电压是否大于所述第二阈值，若结果为是，则所述第九继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s9、所述逆变器驱动输出正弦信号电压，开通所述第九继电器，判断所述第三电压与所述第一电压的差值的绝对值是否大于第四阀值，若结果为是，则所述第七继电器或所述第八继电器或所述第九继电器有不可闭合故障；若结果为否，则进行下一步；

s10、所述逆变器驱动输出正弦信号电压，关断所述第七继电器、所述第八继电器及所述第九继电器，开通所述第一继电器和所述第二继电器，判断所述第三电压是否大于所述第二阀值，若结果为是，则所述第五继电器和所述第六继电器有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s11、所述逆变器驱动输出正弦信号电压，开通所述第五继电器和所述第六继电器，判断所述第三电压与所述第一电压的差值的绝对值是否大于所述第四阀值，若结果为是，则所述第一继电器或所述第二继电器或所述第五继电器或所述第六继电器有不可闭合故障。

此处，两个继电器的连接点是指两个继电器之间的任一点，具体为电性连接于两个继电器之间的导电介质的任一点。

优选地，所述第一阀值、所述第二阀值、所述第三阀值及所述第四阀值相等。

优选地，所述第一阀值为30v，或所述第二阀值为30v，或所述第三阀值为30v，或所述第四阀值为30v。

优选地，所述第一电压、所述第二电压及所述第三电压通过实时采样获得。

优选地，所述逆变器包括主逆变电路及滤波器，所述滤波器连接于所述主逆变电路和所述第一继电器、所述第二继电器之间，所述步骤s6-s11中，由所述主逆变电路输出正弦信号电压。

优选地，所述正弦信号电压的电压最大值为230v，频率为50hz。

优选地，当所述步骤s11执行完成后，关断所有继电器，所述逆变器停止输出正弦信号电压，结束检测。

优选地，所述第八继电器和所述第九继电器的连接点接地。

本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：

采用本发明的继电器故障检测方法能够对一种改进的光伏并离网逆变器系统的继电器进行检测，该改进的光伏并离网逆变器系统通过9个继电器实现对逆变器的并网、离网等工作状态的切换，本发明的故障检测方法能够以较少的步骤实现对9个继电器的检测，检测出继电器中是否存在触点异常粘死故障和触点不可闭合故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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为应用实施例的故障检测方法的硬件系统示意图；

图2为实施例的故障检测方法的流程图。

其中：

1–主逆变电路；2–滤波器；3–继电器组；4–电网；5–负载；6–接地点。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

本实施例提供一种光伏并离网逆电器的继电器故障检测方法，图1示出了该故障检测方法所应用的硬件系统的示意图。参照图1所示，主逆变电路1和滤波器2是逆变器的主要组成部分，继电器组3设于滤波器2和电网4及负载5之间。继电器组3由第一继电器rly1、第二继电器rly2、第三继电器rly3、第四继电器rly4、第五继电器rly5、第六继电器rly6、第七继电器rly7、第八继电器rly8及第九继电器rly9组成，由九个继电器构成的继电器组3连接在逆变器、电网4及离网负载5之间，通过控制九个继电器的闭合、断开情况，来实现并离网逆变器的工作状态的切换。

具体如图1所示，第一继电器rly1和第三继电器rly3相互串接，所述逆变器依次通过所述第一继电器rly1和所述第三继电器rly3电性连接至电网4侧的光伏输入火线l；第二继电器rly2和第四继电器rly4相互串接，所述逆变器依次通过所述第二继电器rly2和所述第四继电器rly4电性连接至电网4侧的光伏输入零线n。所述第一继电器rly1和所述第三继电器rly3的连接点通过所述第五继电器rly5电性连接至负载5的输入线l；所述第二继电器rly2和所述第四继电器rly4的连接点通过所述第六继电器rly6电性连接至负载5的输入线n。所述逆变器通过所述第七继电器rly7电性连接至所述负载5的输入线l；第八继电器rly8和第九继电器rly9相互串接，所述逆变器依次通过所述第八继电器rly8和所述第九继电器rly9电性连接至所述负载5的输入线n。本发明中，两个继电器的连接点是指两个继电器之间的任一点。所述第八继电器rly8和所述第九继电器rly9的连接点连接至本地接地点4，从而接地。

所述逆变器具有并网工作状态和离网工作状态。当所述逆变器在并网工作状态时，所述第一继电器rly1、所述第三继电器rly3、所述第二继电器rly2、所述第四继电器rly4、所述第五继电器rly5及所述第六继电器rly6闭合，所述第七继电器rly7、所述第八继电器rly8及所述第九继电器rly9断开，所述逆变器进行并网工作。当所述逆变器在离网工作状态时，所述第一继电器rly1、所述第三继电器rly3、所述第二继电器rly2、所述第四继电器rly4、所述第五继电器rly5及所述第六继电器rly6断开，所述第七继电器rly7、所述第八继电器rly8及所述第九继电器rly9闭合，所述逆变器进行离网工作。

此外，所述逆变器还具有非工作状态。当所述逆变器在非工作状态时，所述第三继电器rly3、第四继电器rly4、所述第五继电器rly5及所述第六继电器rly6闭合，所述第一继电器rly1、所述第二继电器rly2、所述第七继电器rly7、所述第八继电器rly8及所述第九继电器rly9断开，所述逆变器不工作，所述负载5由电网4进行供电。

使用9个继电器实现逆变器并网离网切换的方案解决，降低了逆变器系统的原材料成本，减小了损耗，提高了效率。与此同时，在并网工作时只闭合6个继电器，在离网工作时只闭合3个继电器，减少了工作状态切换时所需闭合的继电器的个数，因而降低了逆变器并网和离网时的功率损耗，提高了逆变器的工作效率。

如图1所示，在滤波器2与第一继电器rly1及第二继电器rly2之间设置电压传感器v1，在电网4与第三继电器rly3及第四继电器rly4之间设置电压传感器v2，在负载5与第五继电器rly5及第六继电器rly6之间设置电压传感器v3，从而在所述逆变器与所述第一继电器rly1和所述第二继电器rly2的连接端进行电压采样获取第一电压v1，在电网4与所述第三继电器rly3和所述第四继电器rly4的连接端进行采样获取第二电压v2，在负载5与所述第五继电器rly5和所述第六继电器rly6的连接端进行采样获取第三电压v3。在继电器故障检测过程中，对上述第一电压v1、第二电压v2、第三电压v3进行实时采样。

如图2所述，所述光伏并离网逆变器的继电器故障检测方法的详细步骤如下：

s1、驱动关断所有继电器，在所有继电器关断的情形下，判断第一电压v1是否大于30v或第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则表明至少第三继电器rly3或第四继电器rly4有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s2、驱动开通第一继电器rly1和第二继电器rly2，判断第一电压v1是否大于30v，若结果为是，则表明第三继电器rly3或第四继电器rly4有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s3、驱动关断第一继电器rly1和第二继电器rly2，驱动开通第五继电器rly5和第六继电器rly6，判断第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则表明第三继电器rly3或第四继电器rly4有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s4、驱动开通第三继电器rly3和第四继电器rly4，判断第三电压v3与第二电压v2的差值的绝对值是否大于30v，若结果为是，则表明第三继电器rly3和第四继电器rly4或第五继电器rly5和第六继电器rly6有不可闭合故障；若结果为否，则进行下一步；

s5、驱动关断第五继电器rly5和第六继电器rly6，判断第一电压v1是否大于30v，若结果为是，则表明第一继电器rly1和第二继电器rly2有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

或，判断第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则表明第五继电器rly5和第六继电器rly6有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s6、驱动关断第三继电器rly3和第四继电器rly4，逆变器的主逆变电路1驱动输出正弦信号电压（电压最大值为230v，频率为50hz），判断第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则表明第七继电器rly7或第八继电器rly8和第九继电器rly9有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s7、继续驱动输出所述正弦信号电压，驱动开通第九继电器rly9，判断第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则第七继电器rly7或第八继电器rly8有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s8、继续输出所述正弦信号电压，驱动关断第九继电器rly9，驱动开通第七继电器rly7和第八继电器rly8，判断第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则表明第九继电器rly9有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s9、继续输出所述正弦信号电压，驱动开通第九继电器rly9，判断第三电压v3与第一电压v1的差值的绝对值是否大于30v，若结果为是，则表明第七继电器rly7或第八继电器rly8或第九继电器rly9有不可闭合故障；若结果为否，则进行下一步；

s10、继续输出所述正弦信号电压，驱动关断第七继电器rly7、第八继电器rly8及第九继电器rly9，驱动开通第一继电器rly1和第二继电器rly2，判断第三电压v3是否大于30v，若结果为是，则表明第五继电器rly5和第六继电器rly6有粘死故障；若结果为否，则进行下一步；

s11、继续输出所述正弦信号电压，开通第五继电器rly5和第六继电器rly6，判断第三电压v3与第一电压v1的差值的绝对值是否大于30v，若结果为是，则第一继电器rly1或第二继电器rly2或第五继电器rly5或第六继电器rly6有不可闭合故障；

驱动关断所有继电器，主逆变器电路停止输出正弦信号电压，结束检测。

若以上步骤都未检出故障，则说明第一继电器至第九继电器都正常工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的精神实质所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。