用于汇流箱的汇流检测方法及系统、太阳能电站技术方案

本发明专利技术提供了一种用于汇流箱的汇流检测方法及系统，通过零值判断中相邻或相近输入端的电流值的相互校验、均值判断中将本级汇流箱输入端实际连接太阳能电池组串的个数纳入均值判断考虑范围、高值越限和低值越限判断中相邻或相近输入端的电流值的变化率的相互校验，提高了光伏阵列中的汇流箱的故障判断准确性。本发明专利技术还提供了一种太阳能发电站。

【技术实现步骤摘要】
用于汇流箱的汇流检测方法及系统、太阳能电站
本专利技术涉及太阳能发电领域，具体涉及一种用于汇流箱的汇流检测方法及系统，以及一种太阳能电站。
技术介绍
随着能源的日益短缺，可再生绿色能源的开发利用越来越受到人们的关注，尤以太阳能的利用特别受到世人的青睐。太阳能作为清洁、安全、可持续并且可靠的能源，太阳能光伏系统正在迅速扩大其在能源和产业技术开发方面的应用。近年来，作为太阳能转换媒介的光伏电池和大面积光伏模块器件的开发和应用引起了普遍关注。以单晶硅、多晶硅、非晶硅薄膜等为代表的太阳能电池板在商业和住宅建筑物等设施中的广泛应用显示出巨大的潜力，如薄膜太阳能光伏模板能够替换一些建筑构件，例如建筑物墙面、窗户等。太阳能光伏系统发电情况直接影响企业的经济效益，如光伏系统工作过程中出现故障会大大降低光伏系统发电能力，影响企业经济利益。在实际应用中对于不同的项目，光伏阵列的排布不同，这就给光伏阵列的实时监测及故障诊断带来了一定困难，而太阳能电池组串是否正常工作将直接影响到太阳能电站的安全及总发电量，因此对每个太阳能电池组串的实时电流监测及其故障诊断就尤为必要。目前，行业中的太阳能电池板种类繁多，组件参数方面相差很大，针对不同设计方案，也会采用不同形式的逆变器，且依据项目特性会有特有的光伏阵列排布。鉴于这些原因，光伏阵列的组成方式多种多样，造成光伏阵列中各太阳能电池组串工作特性相差很大，因此很难单一的依据组件特性或者排布方式给太阳能电池组串工作状态划定确定数值范围。现有技术中针对光伏系统的诊断只是针对一级汇流，并不能针对单独输入端进行诊断，对于光伏太阳能电池组串的工作状态并没有好的解决方案。现有诊断的方法有：1、熔丝告警法当所监控的电流回路电流值为零时，则产生“熔丝告警”，其中该零漂值可被设置。此种方法缺陷在于：对于每日早晚的时分，受光照或阴影影响，极有可能某些太阳能电池组串依旧发电只是太阳能电池组串电流较小，而某些组件已不发电。根据诊断规则，对不发电的太阳能电池组串将会产生熔丝告警，警告不发电的太阳能电池组串出现了异常，而实际上这种现象是正常的，不发电的组件也仍处于正常工作状态。可见，现有的这种熔丝告警判断逻辑将会引入每日误报。2、电流低值越限法目前电流低值越限方法是将某一级汇流箱中所有输入端的实际输入电流in平均值乘以一个大于0小于1的安全系数(一般取50％)作为低限值Imin进行判断。当某一输入端的电流输出告警信号，其中，n为实际接入该级汇流箱的支路数。此种方法缺陷在于：对于多级汇流监控，汇流箱中每个输入端的电流值可能是前面多级汇流箱接入的多串电池组件电流的和。例如对于二级汇流监控，二级汇流箱中每个输入端的电流值是一级汇流箱接入的多串电池组件电流之和。由于排布位置不同，同一个二级汇流箱的各输入端所接入的太阳能电池组串的数目可能不同，例如输入端1通过一级汇流箱接入5串电池组件，输入端2通过一级汇流箱接入3串组件。在这种情况下，为所有输入端统一设置一个固定的低限值就无法满足使用的需要。此外，部分电池组件的安装位置在下午或某些时刻可能被建筑物遮挡，被遮挡的电池组件输出的电流将明显低于其他电池组件输出的电流，这是正常工作状态，不应该输出告警信息。但目前的这种电流低值越限法会将处于正常工作状态但输出电流小于低限值的汇流箱或太阳能电池组串报警，产生误报。即使对于只有一级汇流的光伏电站，某些电池组件在下午、早上或某些时刻也可能被建筑物遮挡，出现个别太阳能电池组串输出回路电流明显低于其他回路时，该判定法产生的告警信息依然有可能是误报。这种因自然条件的变化产生的告警信号，会导致较高的误报率。3、电流高值越限法目前电流高值越限方法是将某一级汇流箱中所有输入端的实际输入电流in平均值乘以一个大于1的安全系数(一般为150％)作为高限值Imax进行判断。当某一输入端的电流输出告警信号，其中，n取实际接入该级汇流箱支路数。此种方法缺陷与上面描述的电流低值越限法的不足相似。例如，对于二级汇流监控，二级汇流箱中每个输入端的电流值是一级汇流箱接入的多串电池组件电流的和。由于排布位置不同，同一个二级汇流箱的各输入端所接入的太阳能电池组串数目可能不同。在这种情况下，为所有输入端统一设置一个固定的高限值将无法满足使用的需要。此外，部分电池组件的安装位置在上午或某些时刻可能比其他电池组件更早或更多地暴露于阳光下，那么暴露的电池组件输出的电流将明显高于其他电池组件输出的电流，这是正常工作状态，不应该输出告警信息。但目前的这种电流高值越限法会将处于正常工作状态但输出电流大于高限值的汇流箱或太阳能电池组串报警，产生误报。即使对于只有一级汇流的光伏电站，在下午、早上或某些时刻电站被建筑物遮挡的情况下，会存在其中的部分太阳能电池组串早于其他电池串暴露在阳光下的情况，此时个别太阳能电池组串输出回路的电流将明显高于其他回路，该判定法产生的告警信息依然有可能是误报。这种因光照条件的变化产生的告警信号，会导致较高的误报率。4、电流均值判断法利用电流值的平均值是否发生突变来判断是否发生故障，如果＜预定值，则认为正常，否则说明发生突变为异常，其中In为汇流箱的输入端n的电流值，a为汇流箱的输入端个数，即Iave取的是本汇流箱的输入端电流值的和除以本汇流箱的输入端数，而并未考虑每个输入端所连接的上一级汇流箱或者太阳能电池组串的数量不同，造成判断结果不准确。例如对于某三级汇流箱，既存在直接连接太阳能电池组串的输入端、也存在连接二级汇流箱的输入端，而二级汇流箱也既存在直接连接太阳能电池组串的输入端，也存在连接一级汇流箱的输入端时，在利用上述电流均值判断法进行判断时，对于三级汇流箱的各输入端电流取均值进行判断显然会严重偏离实际工作情况，因为三级汇流箱的连接二级汇流箱的输入端的电流值应远远大于直接连接太阳能电池组串的输入端的电流值，取均值后很容易造成故障误报。而且，现有技术中在计算时一般将汇流箱所有输入端均纳入计算，而不考虑未使用的输入端(空置输入端)，这会进一步加大判断结果与实际情况的偏差。现有技术中还存在利用电流变化率是否发生突变来判断是否产生直流故障电弧的技术方案，该技术方案能够降低误检率。但是，首先，这种技术方案只考虑到一路电流的变化率，并未考虑到如上所述的建筑物遮挡等情况会导致太阳能电池组串的电流变化，故障误检率仍然较高；其次，在存在多级汇流箱的情况下，该技术方案仅适用于最后一级汇流箱的输出端与逆变器之间的电流采集和检测，而不能针对单独的太阳能电池组串或者上一级汇流箱的故障进行检测，这样，技术人员只是知道发生了故障，但并不知道故障发生在何处。无论上述任何检测方法，均是在时域或者频域范围内，对汇流箱的一个单独的输入端或输出端进行电流值或者变化率的对比，不能排除环境因素造成的影响，故障误报率偏高。
技术实现思路
本专利技术的目的是降低光伏系统中的故障误检率，为此本专利技术的实施例提供了如下技术方案：一种用于汇流箱的汇流检测方法，所述汇流箱包括多个输入端和一个输出端，每个输入端连接太阳能电池组串或上一级汇流箱的输出端，所述方法包括：感测各输入端的电流值；如果所述汇流箱的所有相邻或相近的输入端的电流值全部小于第一预定值，则判断所述汇流箱的输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汇流箱的汇流检测方法，所述汇流箱包括多个输入端和一个输出端，每个输入端连接太阳能电池组串或上一级汇流箱的输出端，其特征在于，所述方法包括：感测各输入端的电流值；如果所述汇流箱的所有相邻或相近的输入端的电流值全部小于第一预定值，则判断所述汇流箱的输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于正常工作状态，否则进入下一步判断；判断是否存在某输入端的电流值小于等于第二预定值而相邻或相近的一个或多个其它输入端的电流值大于等于第一预定值，其中所述第一预定值大于所述第二预定值，如果是，则判断该输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于异常工作状态，否则计算电流值的变化率并进入下一步判断；判断是否所述输入端的电流值的变化率小于第三预定值，或者所述输入端的电流值的变化率大于第四预定值，其中所述第三预定值小于零而所述第四预定值大于零，如果否，则进一步判断如果否，则判断该输入端连接的太阳能电池组串或者上一级汇流箱处于异常工作状态，其中In为所述输入端的电流值，a为所述输入端实际连接的太阳能电池组串的个数，b为所述汇流箱实际连接的太阳能电池组串的个数，m为所述汇流箱的输入端的个数。

【技术特征摘要】
1.一种用于汇流箱的汇流检测方法，所述汇流箱包括多个输入端和一个输出端，每个输入端连接太阳能电池组串或上一级汇流箱的输出端，其特征在于，所述方法包括：感测各输入端的电流值；如果所述汇流箱的所有相邻或相近的输入端的电流值全部小于第一预定值，则判断所述汇流箱的输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于正常工作状态，否则进入下一步判断；判断是否存在某输入端的电流值小于等于第二预定值而相邻或相近的一个或多个其它输入端的电流值大于等于第一预定值，其中所述第一预定值大于所述第二预定值，如果是，则判断该输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于异常工作状态，否则计算电流值的变化率并进入下一步判断；判断是否所述输入端的电流值的变化率小于第三预定值，或者所述输入端的电流值的变化率大于第四预定值，其中所述第三预定值小于零而所述第四预定值大于零，如果否，则进一步判断如果否，则判断该输入端连接的太阳能电池组串或者上一级汇流箱处于异常工作状态，其中In为所述输入端的电流值，a为所述输入端实际连接的太阳能电池组串的个数，b为所述汇流箱实际连接的太阳能电池组串的个数，m为所述汇流箱的输入端的个数。2.根据权利要求1所述的汇流检测方法，其特征在于，所述方法还包括：如果所述输入端的电流值的变化率小于第三预定值，判断是否相邻或者相近的一个或多个其它输入端的电流值的变化率也小于所述第三预定值，或者如果所述输入端的电流值的变化率大于第四预定值，判断是否相邻或者相近的一个或多个其它输入端的电流值的变化率也大于所述第四预定值，如果是，则判断该输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于正常工作状态，如果否，则判断该输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于异常工作状态。3.根据权利要求1所述的汇流检测方法，其特征在于，所述方法还包括：如果则判断该输入端连接的太阳能电池组串或者上一级汇流箱处于正常工作状态。4.根据权利要求1所述的汇流检测方法，其特征在于，所述第二预定值根据该汇流箱内的所有输入端中的最小额定电流设定。5.根据权利要求4所述的汇流检测方法，其特征在于，所述第二预定值为最小额定电流的20％-30％。6.根据权利要求1至4中的任一项所述的汇流检测方法，其特征在于，所述方法还包括：如果有输入端连接的太阳能电池组串或上一级汇流箱处于异常工作状态，则进行告警。7.一种用于汇流箱的汇流检测系统，所述汇流箱包括多个输入端和一个输出端，每个输入端连接太阳能电池组串或上一级汇流箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨盛楠，
申请(专利权)人：北京汉能光伏投资有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11