本发明专利技术涉及光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统与方法，在夜间逆变器处于待机状态，直流母线电压降低，启动逆变器软启回路，向母线电容进行充电，使逆变器母线电容电压等于直流电压，充电完成后停止软启，此时控制辅助测试电阻回路工作，母线电容通过辅助测试电阻进行放电，则母线电容此时为零状态响应。通过放电时间段内进行母线电压积分除以母线电压压降和辅助测试电阻即可计算出电容容值，并根据计算出的容值与预先设置电容值下限比较，判断电容容值是否合格，如不合格，即进行故障告警，提示更换母线电容，防止由于母线电容性能下降或失效带来的进一步危害。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏并网发电领域，特别是光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统与方法。
技术介绍
太阳能作为可再生能源之一，具有储量丰富、分布广泛、清洁无污染、绿色环保的优点，是公认的替代能源。太阳能电池板发出的直流电经逆变器转化为与电网电压等幅、同频、同相的交流电，输送到电网。光伏并网逆变器由开关器件单元、直流母线电容单元等关键部分组成，而直流母线电容是光伏并网逆变器至关重要的一个单元，其作用为光伏并网逆变器在直流侧和交流侧交换过程中，吸收和提供动态所需瞬时电流，维护直流母线的电压稳定，还可以吸收IGBT关断尖峰电压等。光伏并网逆变器要求具备25年的使用寿命，但由于多种原因，直流母线电容的性能将会降低，主要表现为电容容值降低，从而导致直流母线电压纹波增大，输出电流THD增加，当直流母线电压纹波超过光伏并网逆变器耐受值时，还将导致IGBT炸毁，事故扩大，很多情况，都是IGBT等其它元件损坏，才发现是直流母线电容容值降低的原因，因此直流母线电容容值的自动检测就十分重要。目前光伏并网逆变器直流母线电容容值的检测方法，在实施时必然影响系统正常运行。现有技术中还没有不影响系统运行的简单有效的检测方法，针对这种情况，本文提出一种光伏并网逆变器母线电容容值自动检测方法，该方法简单、有效、稳定、可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统，以及利用该系统的检测方法，用以解决现有技术检测影响系统正常运行的问题。为实现上述目的，本专利技术的方案包括：光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统，包括用于连接光伏设备(如光伏板等)的直流端子，直流端子连接直流母线，直流母线通过变流器、软启动电路连接交流端子，交流端子用于连接交流电网；直流母线上连接有母线电容和电压传感器；所述直流母线上连接有辅助测试回路，辅助测试回路包括串联的辅助测试电阻和控制开关。本专利技术还提供了一种光伏并网逆变器母线电容容值自动检测方法，步骤如下：当检测夜晚来临、直流母线电压低于设定值时，断开光伏设备与直流母线的连接，连接交流电网，对母线电容充电；充电完毕后，断开交流电网，投入辅助测试回路，母线电容对辅助测试回路放电；至少检测放电过程中的起止电压和放电时间，根据电量之差与电气量积分相等的关系，计算出母线电容容值。进一步的，所述电量之差为电压差与母线电容的乘积，电量差与电气量积分相等的关系为母线电容容值的计算公式：其中，Uc(t1)、Uc(t2)分别为起止电压，t1、t2为起止时刻，R41为辅助测试电阻，C为母线电容。进一步的，当计算出的母线电容容值与设定的母线电容容值相比，差距超过限值时则进行告警，提示更换母线电容。本专利技术的有益效果是，该电容检测方法能够在每天夜间进行自动检测，能够及时的掌握母线电容的性能指标，且不影响白天的正常发电并网，因此该方法不影响系统运行，而且检测频率高，简单、有效，便于在实际工程中实现和推广。另外通过逆变器自身的电压霍尔即可检测到精确的母线电压值，不需要增加额外的检测装置，然后再经过电压积分计算即可得到电容的容值。相对于利用电流积分进行计算，不仅减少了检测变量，而且可以避免由于电流较小，检测不准确带来的检测误差从而降低了计算误差。附图说明图1是本专利技术实施例的一种光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统；图2是本专利技术实施例的一种光伏并网逆变器母线电容容值自动检测方法。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示，光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统，包括用于连接光伏设备(如光伏板等)的直流端子，直流端子连接直流母线，直流母线通过变流器、软启动电路连接交流端子。交流端子用于连接交流电网；直流母线上连接有母线电容。直流母线上还设有用于检测母线电压的电压传感器。软启动电路包括主接触器和软启接触器、软启电阻，用于光伏并网并且降低启动电流的冲击。变流器采用桥式变流器，即图中功率桥。上述电路部分均属于现有技术的光伏并网部分。本专利技术在结构部分的改进在于，在直流母线上还连接有辅助测试回路，辅助测试回路包括串联的辅助测试电阻与相应的控制开关。本实施例中，电压传感器为霍尔电压传感器。作为其他实施方式，也可以采用其他类型的电压传感器。本专利技术进行母线电容容值测试的原理是：在每天晚上随着太阳光线的逐渐变弱，电池板端口电压也逐渐降低，逆变器停止工作，待直流侧电压降低到0V以后，逆变器启动交流软启回路(软启接触器和软启电阻)对直流母线电容进行充电，待充电完毕停止软启回路，然后启动辅助测试回路进行放电，利用直流放电过程对母线电容的容量进行检测。电容检测主要利用其中的交流电网、软启回路、功率桥、辅助测试回路、母线电容和霍尔电压传感器，其中交流电网提供电源，软启回路和功率桥构成整流回路，向母线电容进行充电，辅助测试回路为母线电容放电，电压霍尔传感器进行母线电压检测。然后逆变器利用自身控制器进行电容计算。根据电容的性质，有下述表达式： i c ( t ) = u c ( t ) R 41 = C du c d t - - - ( 1 ) ]]>R41为辅助测试电阻。对(1)式两边积分可得： ∫ t 1 t 2 u c ( t ) R 41 d t = C ∫ t 1 t 2 du c - - - ( 2 ) ]]>即从而可得到电容容值，即容量的计算公式： C = ∫ t 1 t 2 u 本文档来自技高网...
【技术保护点】
光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统，包括用于连接光伏设备的直流端子，直流端子连接直流母线，直流母线通过变流器、软启动电路连接交流端子，交流端子用于连接交流电网；直流母线上连接有母线电容和电压传感器；其特征在于，所述直流母线上连接有辅助测试回路，辅助测试回路包括串联的辅助测试电阻和控制开关。
【技术特征摘要】
1.光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统，包括用于连接光伏设备的直流端子，直流端子连接直流母线，直流母线通过变流器、软启动电路连接交流端子，交流端子用于连接交流电网；直流母线上连接有母线电容和电压传感器；其特征在于，所述直流母线上连接有辅助测试回路，辅助测试回路包括串联的辅助测试电阻和控制开关。2.如权利要求1所述检测系统的检测方法，其特征在于，步骤如下：当检测夜晚来临、直流母线电压低于设定值时，断开光伏设备与直流母线的连接，连接交流电网，对母线电容充电；充电完毕后，断开交流电网，...
【专利技术属性】
技术研发人员：许恩泽，芦开平，梁燕，李建伟，刘重洋，冯勇亮，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41
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