[发明专利]交错反激式微逆变器的开路故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路故障检测领域，尤其涉及一种交错反激式微逆变器的开路故障诊断方法及系统。 

背景技术

随着光伏发电成本降低、可靠性增强以及效率提高，出现了一种新的逆变器结构---微逆变器。相比传统的集中式大功率并网逆变器，微逆变器可通过集成数目不等的单个光伏组件直接连接到交流电网，具有单个组件最大功率跟踪、低直流电压、扩展灵活、即插即用、可靠性高等一系列的优点。随着光伏产业的飞速发展，微逆变器的应用越来越普及，对微逆变器的可靠性和安全性要求也越来越高，一般要求使用寿命高达15-25年。而实时监测微逆变器系统的运行状态并及时检测出是否有故障发生，是提高光伏微逆变器运行可靠性和产品寿命的关键。 

交错反激式变换器是微逆变器的重要组成部分，其主开关器件长期处于高频调制下，发热较为严重，开关损耗较大，也极易发生故障。当某一路主开关器件出现开路故障时，如不能及时发现并进行处理，会造成另一路主开关过流，而导致了开关器件和变压器过额过热，很容易损坏。特别是长时间运行后，会严重影响系统的运行性能和设备使用寿命。因此，对于光伏微逆变器中交错反激式变换器的状态监测与故障诊断等至关重要。 

针对上述情况，尚未见到合适的对策，一般遇到这种情况，微逆变器会进入本身系统的保护模式而停止运行，并且重新手动启动后，也无法工作。因此，需设计一种交错反激式微逆变器开路故障诊断方法，及时诊断系统故障的发生并采取相应的容错措施，以提高微逆变器系统的可靠性及使用寿命。 

发明内容

本发明目的在于提供一种交错反激式微逆变器的开路故障诊断方法，以解决交错反激式变换器的某一路主开关器件出现开路故障时，不能及时发现的技术问题。 

为实现上述目的，本发明提供了一种交错反激式微逆变器的开路故障诊断方法，包括以下步骤： 

构建观测器，用所述观测器对交错反激式微逆变器中的任一主开关器件所在的支路电流进行在线估计并生成估计电流；根据所述估计电流与同一位置处实际测量所得的实际电流生成电流残差；将所述电流残差的H2范数与残差阈值进行比较，从而判断所述交错反激式微逆变器中的所述主开关器件是否发生开路故障。 

作为本发明的方法的进一步改进： 

所述判断所述交错反激式微逆变器中的所述主开关器件是否发生开路故障，包括以下判断步骤： 

当所述电流残差的H2范数小于所述残差阈值时，判断无开路故障发生，继续监测；当所述电流残差的H2范数不小于所述残差阈值时，判断所述主开关器件所在的支路发生开路故障。 

当发生开路故障，所述方法还包括步骤： 

根据所述电流残差的正负确定发生了开路故障的主开关器件支路。 

当确定发生了开路故障的主开关器件支路后，所述方法还包括步骤： 

去掉系统均流环，并关闭发生了开路故障的主开关器件支路的主开关器件的驱动信号。 

所述构建观测器，包括以下步骤： 

a.采用开关周期平均方法对交错反激式微逆变器进行建模，建立基于开关周期平均的单路反激式变换器的三阶非线性模型，公式如下：