一种光伏逆变器直流侧短路的处理方法、装置及系统与流程

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种光伏逆变器直流侧短路的处理方法、装置及系统。

背景技术：

1、目前在光伏并网发电系统中，直流侧保护方案均是基于增加额外的装置，如可控制直流隔离开关，会额外增加成本。另外，目前行业大多数组串式逆变器产品配置的直流隔离开关无带载分断能力，同时也不支持远程开关控制。因此在pv侧发生短路故障时，无法切除pv侧短路故障支路，从而造成逆变器失效。同时，目前的技术方案不能准确判断具体短路支路，需要运维人员一一排查。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提出一种光伏逆变器直流侧短路的处理方法、装置及系统，该方法能够实现对光伏逆变器直流侧短路故障的及时、精准、自动化处理，减少系统的停机时间，进而提高系统的可靠性和可用性。

2、第一方面，本发明提供一种光伏逆变器直流侧短路的处理方法，所述方法包括如下步骤：

3、步骤s1：获取能够满足逆变系统运行电压要求的第i路boost支路；

4、其中，所述boost支路共有n路，第i路boost支路为满足光伏逆变器电压输出要求的boost供电支路，n和i均为大于或等于1的自然数，i小于或等于n；

5、步骤s2：获取光伏逆变器直流侧的母线电压及半母线电压；

6、步骤s3：根据母线电压值或半母线电压值，判断光伏逆变器直流侧是否存在pv接地短路故障：

7、如果母线电压大于第一预设阈值、或半母线电压大于第二预设阈值，则判定存在pv接地短路故障，进入步骤s4；

8、如果母线电压小于等于第一预设阈值、且半母线电压小于等于第二预设阈值，则判定不存在pv接地短路故障，结束流程；

9、步骤s4：对pv接地短路故障实施保护动作；

10、步骤s5：通过第i路boost支路对光伏逆变器进行供电后，判断出第i+1路到第n路boost支路中的任一支路，是否存在pv接地短路故障；

11、步骤s6：遍历完第i+1路到第n路boost支路后，如果判定出存在pv接地短路故障，则对存在pv接地短路故障的boost支路采取保护措施；如果判定出不存在pv接地短路故障，则对不存在pv接地短路故障的boost支路，进行逐路解封。

12、进一步地，步骤s1中，获取能够满足逆变系统运行电压要求的第i路boost支路，具体包括如下步骤：

13、步骤s11：对第一路boost支路的输入电压进行检测：

14、如果第一路boost支路的输入电压能够满足光伏逆变器的输入电压要求，则选择第一路boost支路为boost供电支路；如果第一路boost支路的输入电压不能满足光伏逆变器的输入电压要求，则进入步骤s12；

15、步骤s12：对第二路boost支路的输入电压进行检测：

16、如果第二路boost支路的输入电压能够满足光伏逆变器的输入电压要求，则选择第二路boost支路为boost供电支路；如果第二路boost支路的输入电压不能满足光伏逆变器的输入电压要求，则进入步骤s13；

17、步骤s13：按照步骤s11和步骤s12的步骤类推，直至选择出能够满足电压要求的第i路boost支路为boost供电支路。

18、进一步地，所述步骤s4中，对pv接地短路故障实施保护动作，具体包括：

19、将第i路boost支路的占空比调整为0％；以及，

20、将除第i路boost支路之外的所有boost支路的占空比调整为100％，以切除过压回路。

21、进一步地，所述步骤s5中，判断出第i+1路到第n路boost支路中，是否存在pv接地短路故障，具体包括如下步骤：

22、步骤b1：判断母线电压滤波值在第一时间周期内是否持续小于第三预设阈值：

23、若判定出母线电压滤波值在第一时间周期内持续小于第三预设阈值，则进入步骤b2；否则，结束流程；

24、步骤b2：将第i+1路boost支路进行解封第二时间周期后，以检测出第i+1路boost支路是否发生接地故障；

25、若发生接地故障，则标记第i+1路boost支路为故障支路，进入步骤b3；若未发生接地故障，则标记第i+1路boost支路为非故障支路，进入步骤b3；

26、步骤b3：将第i+1路boost支路占空比设为100％，之后将第i+2路boost支路进行解封第二时间周期后，以检测出第i+2路boost支路是否发生接地故障：

27、若发生接地故障，则标记第i+2路boost支路为故障支路，进入步骤b4；若未发生接地故障，则标记第i+2路boost支路为非故障支路，进入步骤b4；

28、步骤b4：依照步骤b2和步骤b3的方式类推，将第n-1路boost支路占空比设为100％，之后将第n路boost支路进行解封第二时间周期后，以检测出第n路boost支路是否发生接地故障：

29、若发生接地故障，则标记第n路boost支路为故障支路；若未发生接地故障，则标记第n路boost支路为非故障支路。

30、进一步地，所述步骤s6中，对不存在pv接地短路故障的boost支路，进行逐路解封，具体包括如下步骤：

31、步骤s61：从不存在pv接地短路故障的boost支路中选择一路进行解封，使其能够重新供电；

32、步骤s62：监测解封后的光伏逆变器直流侧的母线电压及半母线电压：

33、如果解封后的光伏逆变器直流侧的母线电压小于等于第一预设阈值、且解封后的光伏逆变器直流侧的半母线电压小于等于第二预设阈值，则进入步骤s63；

34、步骤s63：从不存在pv接地短路故障的boost支路中选择另外一路进行解封，使其能够重新供电；

35、步骤s64：重复步骤s62至步骤s63，直至解封完所有的不存在pv接地短路故障的boost支路。

36、进一步地，所述步骤s6中，对存在pv接地短路故障的boost支路采取保护措施，具体包括：

37、及时切断存在pv接地短路故障的boost支路的电源供应；和/或，

38、标记存在pv接地短路故障的boost支路并发出告警信号，以便运维人员及时处理故障。

39、第二方面，本发明提供一种光伏逆变器直流侧短路的处理装置，所述装置包括：

40、第一获取单元，用于获取能够满足逆变系统运行电压要求的第i路boost支路；

41、其中，所述boost支路共有n路，第i路boost支路为满足光伏逆变器电压输出要求的boost供电支路，n和i均为大于或等于1的自然数，i小于或等于n；

42、第二获取单元，用于获取光伏逆变器直流侧的母线电压及半母线电压；

43、第一判定单元，与所述第二获取单元连接，用于根据母线电压值或半母线电压值，判断光伏逆变器直流侧是否存在pv接地短路故障；

44、其中，如果母线电压大于第一预设阈值、或半母线电压大于第二预设阈值，则判定存在pv接地短路故障；如果母线电压小于等于第一预设阈值、且半母线电压小于等于第二预设阈值，则判定不存在pv接地短路故障；

45、第一处理单元，分别与所述第一判定单元和所述第一获取单元连接，用于根据在所述第一判定单元判定存在pv接地短路故障时，对pv接地短路故障实施保护动作；

46、第二判定单元，与所述第一处理单元连接，用于通过第i路boost支路对光伏逆变器进行供电后，判断出第i+1路到第n路boost支路中的任一支路，是否存在pv接地短路故障；

47、第二处理单元，与所述第二判定单元连接，用于在遍历完第i+1路到第n路boost支路后、且所述第二判定单元判定出存在pv接地短路故障时，对存在pv接地短路故障的boost支路采取保护措施；

48、第三处理单元，与所述第二判定单元连接，用于在遍历完第i+1路到第n路boost支路后、且所述第二判定单元判定出不存在pv接地短路故障时，对不存在pv接地短路故障的boost支路逐路解封。

49、进一步地，所述第一获取单元包括：

50、检测模块，用于对所有boost支路的输入电压进行检测：

51、选择模块，用于根据检测模块的检测结果，从所有boost支路中选择boost供电支路；

52、其中，如果第一路boost支路的输入电压能够满足光伏逆变器的输入电压要求，则选择第一路boost支路为boost供电支路；如果第一路boost支路的输入电压不能满足光伏逆变器的输入电压要求，则继续判断第二路boost支路的输入电压能够满足光伏逆变器的输入电压要求，以此类推，直至找到第i路boost支路，第i路boost支路为满足光伏逆变器电压输出要求的boost供电支路。

53、进一步地，所述第二判定单元包括：

54、第一判定模块，用于判断母线电压滤波值在第一时间周期内持续小于第三预设阈值：

55、解封模块，与所述第一判定模块连接，用于在判定母线电压滤波值在第一时间周期内持续小于第三预设阈值时，将第i+1路boost支路进行解封第二时间周期，以检测出第i+1路boost支路是否发生接地故障；

56、第二判定模块，与所述解封模块连接，用于判断出解封后的boost支路在第二时间周期后，是否发生接地故障；

57、设置模块，与所述第二判定模块连接，用于在所述第二判定模块判定出第i+1路boost支路为故障支路后，对其占空比设为100％；

58、标记模块，与所述第二判定模块连接，用于在所述第二判定模块判定出第i+1路boost支路为故障支路后，标记第i+1路boost支路为故障支路，还用于在所述第二判定模块判定出第i+1路boost支路为非故障支路后，标记第i+1路boost支路为非故障支路。

59、第三方面，本发明提供一种逆变系统，该逆变系统包括光伏阵列和逆变器，还包括供电boost子系统；

60、所述供电boost子系统包括第二方面所述的光伏逆变器直流侧短路的处理装置；

61、所述供电boost子系统的输入端连接所述光伏阵列的输出端，所述供电boost子系统的输出端连接所述逆变器的输入端；

62、所述供电boost子系统用于对光伏逆变器直流侧短路的进行处理后，将所述光伏阵列输出的电压进行升压；

63、所述逆变器用于将所述供电boost子系统输出的直流电逆变为交流电提供给电网或负载。

64、本发明的有益效果：

65、1.本发明通过实时获取母线电压及半母线电压，并根据预设阈值进行判断，能够及时发现光伏逆变器直流侧的pv接地短路故障，有利于及时处理，减少故障对系统的影响。

66、2.本发明根据母线电压值或半母线电压值的判断，能够准确判断光伏逆变器直流侧是否存在pv接地短路故障，避免误判或漏判，提高了故障判断的精准性。

67、3.本发明能够准确判断故障接地支路，并将接地pv支路上报后台，以确保现场运维人员可快速处理pv接地短路故障支路，从而降低故障导致的逆变器失效风险。

68、4.本技术通过预设阈值和自动判断的方式，实现了对光伏逆变器直流侧短路故障的自动检测和处理，减少了人工干预，提高了处理效率。

69、5.本发明能够对存在pv接地短路故障的boost支路采取保护措施，对不存在pv接地短路故障的boost支路解封，能够实现对故障的精细化处理，保护系统安全并确保正常工作。

70、6.本发明能够及时处理直流侧短路可以减少安全风险，防止短路故障对系统和人员造成伤害。

71、7.本发明通过处理直流侧短路，能够确保光伏发电系统的正常运行，提高发电效率，减少能源损失。

72、8.本发明有助于维持光伏发电系统的稳定运行，避免短路故障对系统整体性能产生负面影响。