[发明专利]一种无通信功率优化器的光伏系统及其开路故障诊断方法

权利要求书

1.一种无通信串联型功率优化器，其特征在于，包括：控制电路、电流采样电路、电压采样电路、两套驱动电路和buck-boost直流斩波电路；

所述buck-boost直流斩波电路包括四个MOS管和一个电感；

所述电流采样电路用于实时采集通过所述电感的电感电流数据，所述电压采样电路用于实时采集所述功率优化器的输入电压数据和所述功率优化器的输出电压数据；

所述控制电路用于对所述电感电流数据和所述输出电压数据进行AD转换，并且用于根据逆变器开路故障诊断模型判断获知逆变器故障状态，通过所述驱动电路对所述buck-boost直流斩波电路中的所述四个MOS管的通断进行组合控制，实现所述功率优化器的不同工作模式；

其中，所述控制电路进一步用于：

判断设定时间段内所述功率优化器的输出电压增量是否大于设定故障诊断电压阈值；

若所述判断的结果为是，则进一步判断故障诊断残差是否大于零；

若所述进一步判断的结果为是，则所述控制电路进一步用于：

控制所述功率优化器退出MPPT模式，进入恒压保护模式，并将所述功率优化器的输出电压控制在所述退出MPPT模式时刻的电压值；

根据所述退出MPPT模式前所述功率优化器的电感电流，以及所述退出MPPT模式后所述功率优化器的电感电流，获取功率优化器电流系数；

再进一步判断所述功率优化器电流系数是否小于设定阈值，若所述再进一步判断的结果为是，则确认所述逆变器发生开路故障；否则，确认所述逆变器未发生开路故障。

2.一种光伏并网系统，其特征在于，包括：逆变器、至少两组光伏组件和至少两个如权利要求1所述的功率优化器；每组所述光伏组件匹配一个所述功率优化器，各个所述功率优化器串联后接入所述逆变器的输入端，所述逆变器的输出端接入电网。

3.一种根据权利要求2所述的光伏并网系统的开路故障诊断方法，其特征在于，包括：

所述功率优化器实时采集所述功率优化器的所述电感电流数据和所述功率优化器的所述输出电压数据，并对所述电感电流数据和所述输出电压数据进行AD转换；

若所述功率优化器根据逆变器开路故障诊断模型判断获知所述逆变器发生开路故障，则关断所述功率优化器中四个所述MOS管并停机；

其中，所述逆变器开路故障诊断模型包括：

所述功率优化器判断设定时间段内所述功率优化器的输出电压增量是否大于设定故障诊断电压阈值；

若所述判断的结果为是，则所述功率优化器进一步判断故障诊断残差是否大于零；

若所述进一步判断的结果为是，则在所述若所述进一步判断的结果为是之后，所述逆变器开路故障诊断模型还包括：

所述功率优化器控制所述功率优化器退出MPPT模式，进入恒压保护模式，并将所述功率优化器的输出电压控制在所述退出MPPT模式时刻的电压值；

所述功率优化器根据所述退出MPPT模式前所述功率优化器的电感电流，以及所述退出MPPT模式后所述功率优化器的电感电流，获取功率优化器电流系数；

所述功率优化器再进一步判断所述功率优化器电流系数是否小于设定阈值，若所述再进一步判断的结果为是，则确认所述逆变器发生开路故障；否则，确认所述逆变器未发生开路故障。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述故障诊断电压阈值的确定流程包括：

获取所述逆变器的直流母线电容的安全电压值；

根据所述安全电压值确认所述逆变器发生开路故障后的安全条件表达式；

根据所述安全条件表达式确定所述故障诊断电压阈值。