[发明专利]在DC系统中检测和定位故障的方法和系统

说明书

本发明包含一种对包括多个串联连接的DC源的DC系统中的故障进行故障检测和定位的方法和系统。该方法包括将测试设备连接到DC系统的至少一个端子以及DC系统地线的动作。该方法包含以下各项的至少一次重复：将测试AC信号施加到DC系统的一个端子的动作、检测对单独的任意一个端子和/或DC系统地线上的测试AC信号的响应AC信号的动作，以及比较测试AC信号与响应AC信号以检测故障和该故障在DC系统中的位置的动作。该系统包括被配置成执行所公开的方法的故障检测和定位设备。

技术领域

本发明包含一种对包括多个串联连接的DC源的DC系统中的故障进行故障检测和定位的方法和系统。

该方法可以包括将测试设备连接到DC系统的至少一个端子以及DC系统地线(GND)的动作。该方法包含下列各项的至少一次重复：将测试AC信号施加到DC系统的至少一个端子的动作、检测对单独的任意一个端子和/或DC系统GND上的测试AC信号的响应AC信号的动作，以及比较响应AC信号与测试AC信号以检测故障和该故障在DC系统中的位置的动作。

系统可以包括一种对包括多个串联连接的DC源的DC系统中的故障进行故障检测和定位的设备。这样的故障检测和定位设备或测试设备可以包括被配置成将设备连接到DC系统的至少一个端子以及DC系统GND的连接器；被配置成生成测试AC信号并被配置成将测试AC信号施加到连接器的AC源；被配置成检测对施加的测试AC信号的响应AC信号的检测器；被配置成通过阻抗频谱分析来比较测试AC信号和响应AC信号的比较器；负责存储和分析至少一个测量的结果并输出故障和DC系统中的故障位置的检测结果的中央处理单元。

背景技术

对带有多个DC源的DC系统中的故障的故障检测和定位是维护电源系统并最佳地操作这样的系统的重要技术。然而，在现实中，当被组装时以及在操作过程中，DC系统可能会变为复杂系统。故障探测的任务容易变得复杂，假定故障以及它们的在系统中的定位在发现并检测实际组件时可能结果发现不是故障或不在如期望的位置。同样，如果分别地测试每一源，那么如果不是现实不可行或甚至不可能的话，故障定位就可能非常费时。

具体而言，DC系统可能在安装过程中被安装得与计划的安装有偏差，并可能会产生故障。同样，DC系统可能会随着时间的推移，随着许多可能的故障组合在一起而损坏或退化。

DC系统可包括光伏(PV)系统、电池系统、燃料电池系统或其混合或具有多个串联地排列的源的类似的布局。

专利申请WO2012152284一般性地公开了用于诊断包括多个太阳能电池模块的太阳能电池系统内的故障的方法。WO2012152284的一部分还公开了用于进行故障定位并确定故障类型的方法。然而，故障定位过程要求使用额外的包括DC偏压的设置。此外，该方法还要求对在不同的域的测量的分析(时域反射测量技术)，这会增大过程的复杂性。

包括专利申请WO2012152284的现有技术还通过建议使用必须单独地配置或应用的系统或方法而在进一步的方面受限制。如此，虽然可以检测并定位单个故障，但是，必须连接、断开或重新配置不同的设备或方法以实现测量。如此，需要更加集成的设备或过程，从而能够通过实现组合的评估来简化检测和定位，甚至改善检测和定位。因此，需要单一设备或方法来捕捉多个不同的但是先验未知的但却是可检测的故障。

本发明的目的是克服现有技术的缺点。进一步的目的是公开在现实世界情况下重要的故障检测和定位的特征，其中电源系统可能具有复杂性并暴露于可被推导出的事后发现的故障，但是当未先验地知道时，在没有稳健的方法或合适的设备，包括对模型的选择时，很难发现。

虽然现有技术公开了在简单的实验室环境下为设计的故障使用阻抗测量，但是，需要切实可行的解决方案以在现场可操作并起运作。

现有技术可能专注于识别特定故障并为此提供方法和用于此方法的系统。然而，在实践中，故障检测和故障定位可以通过能提供至少足够区分多个故障的可靠的结果的方法和系统而改善。

发明内容