[发明专利]基于最小不匹配度故障电流预测的光伏阵列故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于最小不匹配度故障电流预测的光伏阵列故障诊断方法，它包括：步骤1、利用光伏阵列运行在最大功率点的信息计算光伏阵列中所处位置的太阳实际辐照度G和温度Tsubgt;C/subgt;；步骤2、利用光伏组件在标准测试条件下的物理参数值，计算在太阳实际辐照度G和温度Tsubgt;C/subgt;下的光伏组件实际物理参数值；步骤3、计算发生最小不匹配度故障时的光伏组件电流突变量；步骤4、结合最小不匹配度故障时的光伏组件电流变化量对光伏阵列进行故障检测；解决了现有技术光伏阵列和组件的保护存在盲区，并且保护的灵敏性和可靠性都得不到保证等技术问题。

技术领域

本发明属于光伏阵列故障诊断技术领域；尤其涉及一种基于最小不匹配度故障电流预测的光伏阵列故障诊断方法。

背景技术

根据光伏电站的直流母线是否接地，可分为接地型光伏系统和不接地型光伏系统。接地型光伏系统的直流母线负极通过接地故障检测隔离(Ground fault detectionand interruption,GFDI)熔断器装置与大地相连，GFDI通常使用普通的保险丝来完成光伏组件的简单过流保护，对于光伏阵列和组件的保护存在盲区，并且保护的灵敏性和可靠性都得不到保证，受故障位置的影响，发生故障时，流过光伏阵列的故障电流经常远远小于GFDI熔断器的熔断电流，导致熔断器无法动作。非接地型光伏系统通常使用残余电流检测装置(Residual current devices,RCDs)采集光伏电站的直流正负极母线电流之差作为动作信号来控制逆变器，以便实现光伏阵列故障隔离，RCDs的保护性能与GFDI相似，同样存在保护盲区。

发明内容

本发明要解决的技术问题：提供一种基于最小不匹配度故障电流预测的光伏阵列故障诊断方法，以解决现有技术光伏阵列和组件的保护存在盲区，并且保护的灵敏性和可靠性都得不到保证等技术问题。

本发明技术方案：

一种基于最小不匹配度故障电流预测的光伏阵列故障诊断方法，

它包括：

步骤1、利用光伏阵列运行在最大功率点的信息计算光伏阵列中所处位置的太阳实际辐照度G和温度T_C；

步骤2、利用光伏组件在标准测试条件下的物理参数值，计算在太阳实际辐照度G和温度T_C下的光伏组件实际物理参数值；

步骤3、计算发生最小不匹配度故障时的光伏组件电流突变量；

步骤4、结合最小不匹配度故障时的光伏组件电流变化量对光伏阵列进行故障检测。

步骤1所述计算光伏阵列中所处位置的实际太阳辐照度和温度的方法为：光伏逆变器的MPPT算法使得太阳能电池的输出功率为最大值，即P_mpp＝V_mppI_mpp，V_mpp和I_mpp分别为光伏电池在输出功率最大时所对应的电压和电流；在标准测试条件下辐照度为G_STC＝1000W/m²，温度为T_C,STC＝25℃，在AM1.5的光谱条件下光伏电池的最大输出功率表达式为P_mpp,STC＝V_mpp,STCI_mpp,STC，式中V_mpp,STC和I_mpp,STC分别为标准测试条件下最大功率点所对应的输出电压和输出电流；

光伏电池在最大功率点的电流I_mpp与太阳辐照度的关系表达式系为：

G和G_STC分别为光伏阵列所在位置的实际辐照度和标准辐照度；由公式(1)得出：