光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法技术

本发明专利技术涉及一种漏电流检测方法，尤其为光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法


[0001]本专利技术涉及一种漏电流检测方法，尤其是光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法
。

技术介绍

[0002]太阳能光伏组件是光伏系统中的核心部分，也是光伏系统中最重要的部分
。
其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作
。
随着新能源技术的发展，光伏组件越来越多地应用到各种产品中，也就使得对光伏组件性能的测试变得尤为重要
。
太阳能光伏组件长期在一定温湿度和高电压环境下工作，光伏组件的绝缘性能对产品使用寿命
、
人员安全都非常重要
。
[0003]光伏系统漏电流，又称方阵残余电流，本质为共模电流，其产生原因是光伏系统和大地之间存在寄生电容，当寄生电容
‑
光伏系统
‑
电网三者之间形成回路时，共模电压将在寄生电容上产生共模电流
。
当光伏系统中安装有工频变压器时，由于回路中变压器绕组间寄生电容阻抗相对较大，因此回路中共模电压产生的共模电流可以得到一定抑制
。
然而在无变压器的光伏系统中，回路阻抗相对较小，共模电压将在光伏系统和大地之间的寄生电容上形成较大的共模电流，即漏电流
。
[0004]光伏系统中的漏电流，包括直流部分和交流部分，如果接入电网，会引起并网电流畸变
、
电磁干扰等问题，对电网内的设备运行产生影响；若使用者同时接触到方阵的带电部分和地时，电网和地的连接
(
如接地中线
)
将为接触电流提供一个回路，从而产生触电危险
。
[0005]最大功率点跟踪
(Maximum Power Point Tracking
，简称
MPPT)
系统是一种通过调节电气模块的工作状态，使光伏板能够输出更多电能的电气系统能够将太阳能电池板发出的直流电有效地贮存在蓄电池中，可有效地解决常规电网不能覆盖的偏远地区及旅游地区的生活和工业用电，不产生环境污染
。MPPT
控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值
(VI)
，使系统以最大功率输出对蓄电池充电
。
应用于太阳能光伏系统中，协调太阳能电池板
、
蓄电池
、
负载的工作，是光伏系统的大脑
。
但
MPPT
控制方式无法直接溯源漏电流，故本专利技术提出一种基于
MPTT
控制方式下的光伏漏电流溯源方法
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是通过提出光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，以解决上述
技术介绍
中提出的缺陷
。
[0007]本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]提供光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，包括如下步骤：
[0009]S1
：基于电流互感器检测光伏设备线路中的线路数据；
[0010]S2
：将电流互感器采集到的线路数据发送至无线传输模块；
[0011]S3
：无线传输模块对线路数据进行分析处理，并根据分析处理结果进行报警处理
。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述光伏设备基于改进萤火虫算法优化的
MPPT
控制方式为光伏设备提供稳定的电压和电流
。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述改进萤火虫算法具体如下：
[0014]以
MPPT
控制方式输出至光伏设备的电压及电流稳定性为适应度函数；
[0015]荧光素的更新如下：
[0016][0017]其中，
μ
为
t
‑1时刻的荧光素比重，
ρ
为荧光素的更新率，为萤火虫
i
在
t
时刻的适应度值；
[0018]萤火虫移动过程中，荧光素值高的萤火虫吸引力更强，萤火虫荧光素值低的个体向萤火虫荧光素值高的个体移动；
[0019][0020]其中，为萤火虫
i
在
t+1
时刻的位置，为萤火虫
j
在
t
时刻的位置，为移动步长，
d
ij
为萤火虫
i
与萤火虫
j
的欧式距离，
θ
为
t
时刻最优位置对萤火虫的吸引力占比，
x
b
为
t
时刻荧光素值最大的个体位置；
[0021]根据决策半径进行萤火虫的移动范围更新：
[0022][0023]其中，为萤火虫
i
在
t+1
时刻的移动半径，
r
s
为决策半径的阈值，为萤火虫
i
在
t
时刻的移动半径，
γ
为邻域变化率，为萤火虫
i
在
t
时刻相邻萤火虫数量阈值，为萤火虫
i
在
t
时刻的相邻集的大小
。
[0024]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述改进萤火虫算法优化的
MPPT
控制方式具体如下：
[0025]S1.1
：对萤火虫的数量及位置
、
最大迭代次数和移动半径进行初始化；
[0026]S1.2
：对光伏阵列的输出电压和输出电流进行采样，计算各萤火虫所对应的适应度值，找到当前时刻最优适应度值对应的萤火虫个体；
[0027]S1.3
：更新萤火虫的位置和移动范围；
[0028]S1.4
：再次计算粒子的适应度值，并更新最优适应度值对应的萤火虫个体；
[0029]S1.5
：判断是否满足终止条件；若满足，则输出对应结果；否则返回
S1.3
；
[0030]S1.6
：判断是否满足重启条件；若满足，则返回
S1.1
，否则继续输出对应结果
。
[0031]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述无线传输模块包括无线通信模块和
PLC
控制器
。
[0032]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述无线传输模块中，通过无线通信模块将采集到的线路数据发送到
PLC
控制器中，再由
PLC
控制器对线路数据进行处理分析，并根据处理分析结果进行相应的报警处理
。
[0033]作为本专利技术的一种优选技术方案：所述
PLC
控制器对线路数据进行处理分析具体如下：
[0034]u1(t)
＝
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1
：基于电流互感器检测光伏设备线路中的线路数据；
S2
：将电流互感器采集到的线路数据发送至无线传输模块；
S3
：无线传输模块对线路数据进行分析处理，并根据分析处理结果进行报警处理
。2.
根据权利要求1所述的光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，其特征在于：所述光伏设备基于改进萤火虫算法优化的
MPPT
控制方式为光伏设备提供稳定的电压和电流
。3.
根据权利要求2所述的光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，其特征在于：所述改进萤火虫算法具体如下：以
MPPT
控制方式输出至光伏设备的电压及电流稳定性为适应度函数；荧光素的更新如下：其中，
μ
为
t
‑1时刻的荧光素比重，
ρ
为荧光素的更新率，为萤火虫
i
在
t
时刻的适应度值；萤火虫移动过程中，荧光素值高的萤火虫吸引力更强，萤火虫荧光素值低的个体向萤火虫荧光素值高的个体移动；其中，为萤火虫
i
在
t+1
时刻的位置，为萤火虫
j
在
t
时刻的位置，
θ
为移动步长，
d
ij
为萤火虫
i
与萤火虫
j
的欧式距离，
θ
为
t
时刻最优位置对萤火虫的吸引力占比，
x
b
为
t
时刻荧光素值最大的个体位置；根据决策半径进行萤火虫的移动范围更新：其中，为萤火虫
i
在
t+1
时刻的移动半径，
r
s
为决策半径的阈值，为萤火虫
i
在
t
时刻的移动半径，
γ
为邻域变化率，为萤火虫
i
在
t
时刻相邻萤火虫数量阈值，为萤火虫
i
在
t
时刻的相邻集的大小
。4.
根据权利要求3所述的光伏设备漏电流产生机理及基于机理模型的漏电流溯源方法，其特征在于：所述改进萤火虫算法优化的
MPPT
控制方式具体如下：
S1.1
：对萤火虫的数量及位置
、
最大迭代次数和移动半径进行初始化；
S1.2
：对光伏阵列的输出电压和输出电流进行采样，计算各萤火虫所对应的适应度值，找到当前时刻最优适应度值对应的萤火虫个体；
S1.3
：更新萤火虫的位置和移...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志松，张楠川，李洁，姚康，钟成蛟，李鹏程，杨诗瑀，杨钰玫，李连丽，崔勇，王永航，袁绒，谢军，赵先孔，罗贵平，马瑞，邵力，于飞翔，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司玉溪供电局，
类型：发明
国别省市：