母线电容寿命动态监测方法及光伏逆变器技术

本申请公开一种母线电容寿命动态监测方法及光伏逆变器，所述方法包括：获取母线电容的关联参数信息；根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值；将计算得到的所述母线电容的容值与所述母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定所述母线电容的寿命状态。本申请通过将计算得到的母线电容的容值与母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定母线电容的寿命状态；从而实现对逆变器的母线电容寿命的动态监测，对逆变器进行动态调整和保护。对逆变器进行动态调整和保护。对逆变器进行动态调整和保护。

【技术实现步骤摘要】
母线电容寿命动态监测方法及光伏逆变器


[0001]本申请涉及光伏
，尤其涉及一种母线电容寿命动态监测方法及光伏逆变器。

技术介绍

[0002]随着逆变器市场竞争白热化，各厂家都在想办法提高功率密度，压缩整机体积，创造成本优势，但是对比逆变器来说，体积越小，意味着更高的内部环境温度。
[0003]不少厂家在设计时，会选择电解电容充当直流母线电容，而实际应用场景的不定性，使母线电容预期寿命计算的可靠性变低，甚至在一些极限工况下，实际寿命远远低于预期，致使逆变器母线容量衰减严重从而导致逆变器损坏。
[0004]针对以上应用问题，需要提出一种新的母线电容寿命监测方法，能在母线电容寿命将尽时，提前进行预警及保护。

技术实现思路

[0005]本申请旨在提供一种母线电容寿命动态监测方法及光伏逆变器，以对母线电容寿命进行监测。
[0006]本申请一方面提供一种母线电容寿命动态监测方法，所述方法包括：
[0007]获取母线电容的关联参数信息；
[0008]根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值；
[0009]将计算得到的所述母线电容的容值与所述母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定所述母线电容的寿命状态。
[0010]本申请另一方面提供一种光伏逆变器，包括逆变器、与所述逆变器的直流端连接的母线电容、控制器；所述控制器被配置为获取母线电容的关联参数信息；根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值；将计算得到的所述母线电容的容值与所述母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定所述母线电容的寿命状态。
[0011]本申请提供的母线电容寿命动态监测方法及光伏逆变器，通过将计算得到的母线电容的容值与母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定母线电容的寿命状态；从而实现对逆变器的母线电容寿命的动态监测，对逆变器进行动态调整和保护。
附图说明
[0012]图1是本申请实施例提供的光伏逆变器示意图；
[0013]图2是本申请实施例提供的输入功率曲线和输出瞬时脉动功率曲线示意图；
[0014]图3是本申请实施例提供的母线电容的脉动功率与时间的关系示意图；
[0015]图4是本申请实施例提供的母线电容寿命动态监测方法示意图。
[0016]本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0017]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0018]在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]如图1所示的光伏逆变器示意图，光伏逆变器包括DC/DC变换单元、母线电容、DC/AC变换单元(即逆变器)；DC/DC变换单元的一端与光伏电池PV连接，另一端通过母线电容与DC/AC变换单元的直流端连接，DC/AC变换单元的交流端与电网连接。
[0020]电压采样单元，用于采样母线电容电压纹波峰值、母线电容电压纹波谷值、逆变器输出电压、逆变器输入电压中的至少一种。
[0021]电流采样单元，用于采样逆变器输出电流和/或逆变器输入电流。
[0022]控制器，被配置为获取母线电容的关联参数信息；根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值；将计算得到的所述母线电容的容值与所述母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定所述母线电容的寿命状态。
[0023]在一示例中，在单相两电平逆变器中，通过电压采样单元和电流采样单元，获取母线电容电压纹波峰值V
w_max
与谷值V
w_min
、逆变器输出电压V
out
、逆变器输出电流I
out
、逆变器输入电压V
pv
、逆变器输入电流I
pv
。
[0024]当逆变器的输入功率P
pv
与输出功率P
out
恒定时，由逆变器输出电压V
out
(t)与逆变器输出电流I
out
(t)可得到输出瞬时脉动功率|P
out
(t)|曲线，由逆变器输入电压V
pv
(t)与逆变器输入电流I
pv
(t)可得到输入功率P
pv
(t)曲线，
[0025]|P
out
(t)|、P
pv
(t)与时间t的曲线如图2所示。
[0026]母线电容承担了直流功率向交流功率转换的脉动功率差，将|P
out
(t)|与P
pv
(t)求差即为母线电容的脉动功率与时间的关系
△
P
c
(t)，如图3所示。在采样到运行过程中母线电容电压纹波峰值V
w_max
与谷值V
w_min
之后，取四分之一个脉动周期进行计算，即可计算求得母线电容容值，可由以下公式：
[0027]计算得到母线电容的容值C
bus
，其中T为市电工频周期时间0.02ms。
[0028]假设母线电容的初始容值或者设计容值为C
p
，可根据不同电容厂商给出的数据进行调整，将母线电容剩余寿命划分A、B、C、D四个等级，其中A级表示母线电容工作状态及寿命良好，B级表示母线电容的容值和寿命有一定衰减，C级表示母线电容的容值衰减过度、寿命将尽，D级表示母线电容失效，上述四个等级分别对应四个阈值C
p
*A％、C
p
*B％、C
p
*C％、C
p
*D％。
[0029]通过计算得到母线电容的容值C
bus
，与设计容值C
p
对应的四个等级的阈值进行比大小，可实现对电容容值和寿命的动态监测。
[0030]当C
bus
≥C
p
*A％时，表示母线电容工作状态及寿命良好；当C
p
*A％＞C
bus
[0031]≥C
p
*B％时，表示母线电容的容值和寿命有一定衰减；当C
p
*B％＞C
bus
≥C
p
*C％时，表示母线电容的容值衰减过度、寿命将尽，需及时更换；当C...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种母线电容寿命动态监测方法，其特征在于，所述方法包括：获取母线电容的关联参数信息；根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值；将计算得到的所述母线电容的容值与所述母线电容的设计容值对应的不同等级的阈值进行比较，以确定所述母线电容的寿命状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述母线电容的关联参数信息包括母线电容电压纹波峰值、母线电容电压纹波谷值、逆变器输出电压、逆变器输出电流、逆变器输入电压、逆变器输入电流中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值，包括：通过以下公式计算得到所述母线电容的容值：其中，C
bus
为计算得到的所述母线电容的容值，V
w_max
为单相两电平逆变器的母线电容电压纹波峰值，V
w_min
为单相两电平逆变器的母线电容电压纹波谷值，
△
P
c
(t)为母线电容的脉动功率与时间的关系，T为市电工频周期时间。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下方式确定母线电容的脉动功率与时间的关系：由单相两电平逆变器输入电压和输入电流，得到输入功率曲线；由单相两电平逆变器输出电压和输出电流，得到输出瞬时脉动功率曲线；根据输入功率曲线和输出瞬时脉动功率曲线，确定母线电容的脉动功率与时间的关系。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述母线电容的关联参数信息，计算得到所述母线电容的容值，包括：通过以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈胤，周党生，吕一航，曾建友，文熙凯，陈利，
申请(专利权)人：深圳市禾望科技有限公司，
类型：发明
国别省市：