[发明专利]基于电流平均值的光伏微网直流交流变换器电源的故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种基于三相负载电流Park矢量归一化后的电流平均值的光伏微网直流交流变换器电源的故障诊断方法，包括以下步骤：对光伏微网直流交流变换器电源待检测状态下的三相负载电流做Park变换并得到Park矢量的模值，通过Park矢量的模值对三相负载电流做归一化处理；求归一化处理后的三相负载电流在一个周期内的平均值，作为诊断变量D；求取光伏微网直流交流变换器电源在正常工作状态下的三相负载电流的绝对值在一个周期内的平均值；计算诊断变量的自适应阈值T；将诊断变量D和自适应阈值T进行比较，得到诊断数值F；根据预先设定的故障类型‑诊断数值表，得到光伏微网直流交流变换器电源的故障类型。

技术领域

本发明涉及一种故障诊断领域，特别涉及一种基于平均电流的新型光伏微网直流交流变换器电源开关管的开路故障诊断方法。

背景技术

太阳能作为一种可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、资源的充足性以及潜在的经济性等优点，在长期的能源战略中具有重要地位。太阳能相比于传统能源具备更多的优势。地球上拥有极其丰富的太阳能资源，人类目前消耗的能量相比于太阳照射到地球上的能量要小的多，大约只有其1/6000。到达地球上的太阳能不受地域海拔等外部因素制约，分布广泛随处可得。太阳能的光电转换过程非常简单，理论发电效率高，具有巨大开发潜力。光伏发电区别于化石能源，使用过程中不损耗，无污染，零噪声。太阳能绿色环保可再生的绝对优势使其在新能源领域中占有至关重要的地位。中国地处北半球欧亚大陆的东部，主要处于温带和亚热带，具有比较丰富的太阳能资源。

随着光伏产业的飞速发展，光伏微网系统在全国范围内得到大力地推广与应用。由于光伏阵列产生的是直流电，而光伏系统的终端无论是有源的电网还是无源的家用电器、工业设备等大多数都需要交流电源，因此光伏直流交流变换器电源是光伏微网系统中至关重要的一个基础设备。目前最常用的光伏直流交流变换器电源是三相电压型桥式直流交流变换器电源，其输出相电压由两种电平组成，因而被称为两电平直流交流变换器电源。两电平直流交流变换器电源结构简单、使用方便，是目前使用较多的直流交流变换器电源之一。

随着两电平直流交流变换器电源在光伏系统中的逐渐应用，其工作的可靠性、稳定性、可维护性显得愈发重要。两电平直流交流变换器电源的故障一般分为短路故障和开路故障。短路故障容易引起系统的保护作用，因此，故障可以快速检测。开路故障通常不会产生过大的电流，不会引起系统的保护作用，因此一般难以及时检测到。这种故障容易降低电能质量，在其他部件中引起潜在的二次故障，甚至造成直流交流变换器电源整体损坏，最终导致微网逆变系统关闭，影响电网的稳定性。因此，对直流交流变换器电源故障诊断技术的研究近年来备受关注。开关管开路故障时是两电平直流交流变换器电源故障的最主要原因。由于发电系统的特殊性，两电平直流交流变换器电源工作环境潮湿炎热、温度高、油污水污严重，灰尘及系统本身电磁干扰很强。工作运行时间长，运行过程中会出现负载过大、散热欠佳、桥臂直通、电压或电流增长率过高等问题。目前，由两电平直流交流变换器电源开关管开路故障演化形成的典型故障所引发的发电系统重大安全事故，时有发生。究其原因，开关管开路故障是罪魁祸首。

因此，亟需一种能快速识别光伏微网直流交流变换器电源故障并精准定位故障位置的故障诊断方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能快速识别光伏微网直流交流变换器电源故障并精准定位故障位置的故障诊断方法。

本发明为达目的所采用的技术方案是：

提供一种基于三相负载电流Park矢量归一化后的电流平均值的光伏微网直流交流变换器电源的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对光伏微网直流交流变换器电源待检测状态下的三相负载电流做Park变换并得到Park矢量的模值，通过Park矢量的模值对三相负载电流做归一化处理；

S2：求归一化处理后的三相负载电流在一个周期内的平均值，作为诊断变量D；