[发明专利]在能量转换系统中定位接地故障和绝缘降级状况的方法

说明书

描述用于确定能量转换系统内的接地故障或绝缘降级状况的方法。用于确定能量转换系统内的接地故障的方法可部分包括将差分电流的基线波形与能量转换系统中的多个DC载流导体在操作期间的差分电流的波形比较。用于确定能量转换系统内的绝缘降级的方法可部分包括差分电流的基线频谱与能量转换系统中的多个DC载流导体在启动时的差分电流瞬态的频谱比较。在一个实施例中，能量转换系统可以是光电系统。

关于联邦资助研究或发展的声明

本发明通过在由能源部（DOE）授予的合同号DE-EE0000572下的美国政府支持做出。美国政府在本发明中具有某些权利。

技术领域

本文公开的主题大体上涉及能量转换系统并且具体地涉及在能量转换系统中确定或定位接地故障和绝缘降级的方法。

背景技术

光电（PV）电池通过利用效应而将光转换成直流（DC）：当太阳光或一些其他光落在电池表面上时，在电池材料的原子价带中存在的电子通过吸收的能量而被激发，并且最后跳跃到导带并且变成自由的。然后，自由电子可被带正电的电极吸引，从而产生DC电压。PV系统典型地包括串联/并联连接来形成模块的多个PV电池，这些模块串联连接来形成串，并且串并联连接来形成DC配电网络。

接地故障在包括DC配电网络（诸如例如光电（PV）系统）的能量转换系统中是主要隐患。接地故障的迅速检测和定位将提供更高的系统可用性以及对个人和设备的更好保护。

发明内容

在一个实施例中，描述检测能量转换系统内的接地故障的方法。该能量转换系统包括多个DC载流导体。该方法使用一个或多个处理器来执行。该方法包括：例如获得能量转换系统内健康DC网络的多个DC载流导体的差分电流的基线频谱；在操作期间测量来自多个DC载流导体的差分电流；分析在操作期间来自多个DC载流导体的测量的差分电流的频谱；由处理器将电流的基线频谱与在操作期间测量的差分电流的频谱比较；以及确定在所述能量转换系统内是否存在绝缘降级，该确定部分基于基线频谱与在操作期间测量的差分电流的频谱的比较。

在另一个实施例中，描述检测能量转换系统内的绝缘降级的方法。该能量转换系统包括多个DC载流导体。该方法使用一个或多个处理器来执行。该方法包括：例如获得能量转换系统内健康DC网络的多个DC载流导体在启动时的差分电流的基线频谱；测量来自多个DC载流导体在启动时的差分电流瞬态；分析来自多个DC载流导体在启动时的测量的差分电流瞬态的频谱；由处理器将电流的基线频谱与在启动时测量的差分电流瞬态的频谱比较；以及确定在所述能量转换系统内是否存在绝缘降级，该确定部分基于基线频谱与在启动时测量的差分电流瞬态的频谱的比较。

提供一种检测能量转换系统内的接地故障的方法，所述能量转换系统包括多个DC载流导体，所述方法使用一个或多个处理器来执行，所述方法包括：

获得所述能量转换系统内健康DC网络的多个DC载流导体的差分电流的基线波形；

在操作期间测量来自所述多个DC载流导体的差分电流；

分析在操作期间来自所述多个DC载流导体的测量的差分电流的波形；

由处理器将电流的基线波形与在操作期间测量的电流的波形比较；以及

确定在所述能量转换系统内是否存在接地故障，所述确定部分基于差分电流的基线波形与在操作期间测量的差分电流的波形的比较。

优选的，所述能量转换系统接地。

优选的，所述能量转换系统浮动。

优选的，所述方法进一步包括通过将电流的参考波形与在操作期间电流的现有波形比较而确定接地故障的位点。

优选的，所述方法进一步包括存储电流的参考波形。