[发明专利]在串联型的光伏发电系统中定位故障的方法

说明书

本发明主要涉及到一种在串联型的光伏发电系统中定位故障的方法，由多级功率优化器串联并向逆变器提供电能以进行直流电到交流电的逆变；每一级功率优化器均用于对与其相配的光伏组件执行最大功率点追踪。检测每一级功率优化器用于输出功率的输出端的电位，比较每一级功率优化器的输出端电位相对其前级的功率优化器的输出端电位，其中当任意一级功率优化器的输出端电位低于其前级的功率优化器的输出端电位，藉此判断出故障事件的位置发生在该任意一级功率优化器处。

技术领域

本发明主要涉及到光伏发电领域，确切的说，是在涉及到含有串联型功率优化器或其他类似电力设备的光伏发电系统中提出了一种定位故障的方法。

背景技术

发电和变电的直流系统是控制和信号系统、继电保护和自动装置的工作电源，同时还兼有事故保安电源的作用。以光伏发电为例，整个直流系统含多分支网络，随着业主对供电质量和供电可靠性要求的提高，直流系统的安全可靠运行对电力系统供电的可靠性和稳定性愈显重要。直流系统譬如主要是包括充电设备、蓄电池组、稳压装置、逆变装置以及直流网络组成。光伏电站的光伏组件阵列的数量及其分散型的地域分布极为庞大，集中式的电站尤为明显，提高直流网络可靠性的重要手段就是对整个网络的绝缘进行在线监测与接地选线，以便能够及时发现直流系统的绝缘缺陷，光伏组件构成的电池串组就是业主需要重点监控的对象，从而防止直流系统的绝缘故障的发生。目前直流系统的绝缘监测与接地选线大致主要有以下几种可选方法：采用电桥平衡原理或注入低频信号方法等。直流系统的绝缘状态直接关系到直流系统运行的可靠性，因此在线准确地监测系统的绝缘电阻值是非常重要的，光伏电站大部分位于野外，定位电力设备的绝缘故障更显重要。电力行业的直流电系统涉及的直流电很多相对大地都是浮置运行，或是中性点接地运行的。直流系统想要可靠运行，必须实时的在线监测系统母线及支路的正负极对地的绝缘情况，如何在对地绝缘电阻过低可能导致严重故障时，给出绝缘故障点是我们期望的。

光伏电站中的光伏组件的母线或支路的可靠性和安全性的另一个体现是：要努力的避免系统中的电弧。当前在电弧发生时如何处理电弧仍然没有满意的解决方案。当某些电力设备或线缆等的两个电极之间生成足够高的电压时，可能引发电弧。电压可能会引起电极间的气体通常为空气的离子化，等离子体逐步形成，且电流可以在电极之间流动。这样的等离子体可能会加热升高到几千摄氏度，使得代表性的明亮电弧出现。这样的高温温度可能引起系统损坏，在极端情况下甚至使系统或附近装置着火。总的来说系统中存在两种不同类型的电弧：并行电弧和串行电弧。并行电弧在发生在系统的正极和负极之间或者发生在两个电极当中的一个和大地之间发生。相对地，串行电弧并不在两个不同的线路或支路之间发生，而是在同一个电流导通的线路内发生，即在同一个线路的两个部分或两个局部片段之间发生的。串行电弧通常在某个线路中的电流被中断时发生的，譬如通过打开接触开关或在插头及电缆等被破坏的情况下发生。根据工程经验：连接设备问题，如压接力达不到要求、连接头损坏；端子、接线头、保险丝等连接处没有压紧；两个端子的连接位置处经过长时间的氧化，螺栓没有拧紧；连接线或电缆绝缘降低；施工质量不过关，压接线不好或端子固定不够牢固；设备绝缘出现问题等；前述问题都可能引起电弧。根据统计绝大部分电站火灾是由直流电弧引起的，因此给出电弧故障点是我们期望的。

发明内容

在本申请的一个可选但非必须的实施例中，披露了一种在串联型的光伏发电系统中定位故障的方法：多个第一设备以级联的方式串联连接并形成一个链路，每一个第一设备用于将它的输入端从一个光伏组件接收的电能传递到它的用于提供输出功率的输出端；所述的方法包括：检测每一个第一设备的输出端电位；比较每一个第一设备的输出端电位相对其前级的第一设备的输出端电位；当侦测出任意一个第一设备的输出端电位低于其前级的第一设备的输出端电位时，藉此判断出故障事件的位置发生在该任意一个第一设备处。

上述的方法，其中：所述第一设备是一个旁路装置：用于将与其对应的一个光伏组件旁路掉而禁止向链路中提供电能，或者用于将与其对应的一个光伏组件从旁路状态切换到接入状态转而向链路中提供电能。