[发明专利]太阳能发电系统的故障检测装置和方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及太阳能光伏发电技术，尤其涉及一种太阳能发电系统的故障检测装置和方法。

背景技术

太阳能光伏发电系统是采用太阳能电池板作为光伏逆变器的能量提供单元，通过逆变器逆变成交流电输送到电网上。由于单个太阳能电池板的电压及功率较小，通常将多个太阳能电池板串联起来形成太阳能电池板组串以提高总的输出电压，将多个组串并联起来以提高输出电流，然后通过汇流箱将这些组串汇集起来再送往光伏逆变器，对于大功率逆变器，通常采用多个汇流箱作为汇流装置。

对一个兆瓦级的太阳能光伏发电系统，通常由上万块太阳能电池板组成，通过导线连接成组串。由于牵涉的连接导线数量众多，在安装时难免会有连接不牢固甚至连接错误的地方。另一方面，在使用的过程，由于风沙或雷击等自然灾害，会造成某些太阳能电池板的损坏，这些故障若不能及时检验出来，会对系统造成较大的影响，甚至会造成连锁反应，使故障迅速扩大。

现有技术中，通常采用带防反二极管的智能汇流箱，但智能汇流箱通常只具有支路电流检测及母线电压检测功能，不能检测每个组串的开路电压和短路电流，无法对组串故障做详细分析。而过流保护是通过保险丝实现的，这种方法虽然简单，但却是一次性的，保险丝因暂态故障引起过流熔断的组串在更换保险丝前将无法将能量输送到逆变器。另一方面，由于太阳能电池板铺设的面积很大，汇流箱一般分布放置，保险丝的更换非常繁琐。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种太阳能发电系统的故障检测装置和方法，以检测每个太阳能电池板组串的开路电压和短路电流，解决更换保险丝繁琐的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种太阳能发电系统的故障检测装置，其中所述太阳能发电系统包括多个太阳能电池板组串和光伏逆变器，所述装置包括：

多个故障检测单元，包括控制开关，输入端分别与各个太阳能电池板组串连接，输出端与汇流装置的输入端连接，用于检测相应的太阳能电池板组串的相关参数并输出相应的太阳能电池板组串转换的直流电到汇流装置，所述相关参数包括工作电压和电流、或者开路电压和短路电流；

汇流装置，用于汇集每个所述故障检测单元输出的直流电，并通过电缆与光伏逆变器的输入端连接；

控制系统，与每个故障检测单元连接，用于接收每个故障检测单元检测到的相应太阳能电池板组串的相关参数，并对比每个太阳能电池板组串的相关参数和历史参数，分析故障情况，并根据所述故障情况控制控制开关的通断，以实现太阳能电池板组串与汇流装置的连接或者断开；

辅助电源，用于为多个故障检测单元和控制系统供电。

第二方面，本发明实施例还提供了一种太阳能发电系统的故障检测方法，所述方法包括：

故障检测单元采集相应的太阳能电池板组串的相关参数，并将所述相关参数传输给控制系统，所述相关参数包括工作电压和电流、或者开路电压和短路电流；

控制系统接收每个故障检测单元采集到的相应的太阳能电池板组串的相关参数，并将所述相关参数与相应的太阳能电池板组串的历史参数进行对比，如果任一个太阳能电池板组串的相关参数不正常，则判定所述任一个太阳能电池板组串出现故障，发送第一控制信号给故障检测单元；

所述故障检测单元接收所述第一控制信号，并根据所述第一控制信号断开控制开关，以断开有故障的太阳能电池板组串与汇流装置的连接；

所述控制系统对有故障的太阳能电池板组串不断进行巡检，记录相关数据，如果所述有故障的太阳能电池板组串恢复正常，则发送第二控制信号给所述故障检测单元；

所述故障检测单元接收所述第二控制信号，并根据所述第二控制信号闭合所述控制开关，以恢复所述有故障的太阳能电池板组串与汇流装置的连接，继续发电。

本发明实施例提供的太阳能发电系统的故障检测装置和方法，通过故障检测单元采集相应的太阳能电池板组串的相关参数，所述相关参数包括工作电压和电流或者开路电压和短路电流，并将所述相关参数传送给控制系统，由控制系统对所述相关参数进行分析并与历史参数进行对比，分析故障情况，根据故障情况控制故障检测单元的控制开关的闭合与断开实现太阳能电池板组串与汇流装置的连接与断开，从而实现太阳能电池板组串在太阳能发电系统中的连接与断开，可以直接采集开路电压和短路电流，通过控制开关实现太阳能电池板组串与太阳能发电系统的连接与断开，避免了更换保险丝的麻烦。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的太阳能发电系统的故障检测装置的示意图；