[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN205693379U - 一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路 - Google Patents

一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路 Download PDF

Info

Publication number
CN205693379U
CN205693379U CN201620405722.XU CN201620405722U CN205693379U CN 205693379 U CN205693379 U CN 205693379U CN 201620405722 U CN201620405722 U CN 201620405722U CN 205693379 U CN205693379 U CN 205693379U
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus capacitor
circuit
capacitance
photovoltaic
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201620405722.XU
Other languages
English (en)
Inventor
朱建国
刘远涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Winline Technology Co Ltd
Original Assignee
Winline Technology Nanhe Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Winline Technology Nanhe Co Ltd filed Critical Winline Technology Nanhe Co Ltd
Priority to CN201620405722.XU priority Critical patent/CN205693379U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205693379U publication Critical patent/CN205693379U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本实用新型利用大功率光伏逆变器自身的软起电路,提供一种在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的电路,其中在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的电路,包括软启保护熔丝Fs,软启限流电阻R1、R2,软启接触器S4,直流侧断路器S1,交流侧断路器S3,三相整流桥,直流侧电容,直流电流检测,三相电网等。该电路非常便捷,不增加任何成本,能准确预测直流侧电容寿命,效率高,减小大功率光伏并网逆变器因母线电容引起的安全隐患。

Description

一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路
技术领域
本实用新型涉及一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路,尤其涉及一种在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的电路。
背景技术
在电力电子领域,特别是大功率(250kW以上)光伏逆变器、风电变流器产品中,电容作为关键的储能元器件,在电路中起到储能和滤波的作用,抑制母线电压波动,减小直流纹波。大功率光伏逆变器是大型地面光伏电站的核心发电装置,发电装置是否能够长期可靠无故障运行、及时发现故障减小故障维护时间,直接关系电站业主的经济效益。近些年,大多数电站业主及行业专家越来越重视大功率光伏逆变器中母线电容、IGBT模块、电感、风扇等核心部件的使用情况和寿命预测。
在大功率光伏逆变器中,母线电容一般选用高压薄膜电容,多个电容组并联使用,价格昂贵,对售后维护人员要求高。在不增加光伏逆变器成本的情况下,一种在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的方法及电路,能准确检测大功率光伏并网逆变器直流侧电容器现存容量,初步解决寿命预测问题。采用测量直流侧电容器现存容量与原始容量(或额定容量)百分比比值的方式预测直流侧电容器的有效寿命,可有效提高效率。当光伏并网逆变器通过此方法检测到母线电容现存容量小于80%原始容量时,能及时通过自身的显示屏和通信接口向用户和后台监控中心告警,提出电容器需要更换的信息并提示更换原因。但现有技术中存在预测不过准确,不能及时发现安全隐患的问题。
实用新型内容
本实用新型利用大功率光伏逆变器自身的软起电路,提供一种在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的电路,该电路非常便捷,不增加任何成本,能准确预测直流侧电容寿命,效率高,减小大功率光伏并网逆变器因母线电容引起的安全隐患。
本实用新型的目的在于克服大功率光伏并网逆变器中现有技术预测直流侧电容寿命不够准确,且成本过高的问题,能及时发现直流侧电容性能下降引起的安全隐患,及时提醒售后人员维护,减小大功率光伏逆变器因故障停机的发电量损失,实现电站业主经济效益的最大化。
本实用新型采用夜间光伏逆变器停机后启动检测,不影响光伏逆变器白天发电时间,利用光伏逆变器系统中已有的软启动回路,来预测检测光伏逆变器直流侧电容寿命;不用增加硬件成本,又方便售后维护人员检修,减小因直流侧电容性能下降引起的安全隐患。
本实用新型提供一种在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的电路,包括软启保护熔丝Fs,软启限流电阻R1、R2,软启接触器S4,直流侧断路器S1,交流侧断路器S3,三相整流桥,直流侧电容,直流电流检测,三相电网,其中软启保护熔丝Fs与软启接触器S4连接,软启限流电阻R1、R2与三相整流桥连接,直流侧断路器S1与直流侧电容连接,交流侧断路器S3与三相电网连接。
本实用新型的电路,可预估直流侧电容可充电的电压值Us=sqrt(2)*Max(Uab,Ubc,Uca),其中Max(Uab,Ubc,Uca)为三相线电压中的最大线电压值;
并检测获得直流侧母线电容电压参数Uc和电容电流参数Ic,电容初始状态Uc(0)=0V,Ic(0)=0A;
通过预定义直流侧母线电容寿命保护值门限对应电容容量Cp,实际检测直流母线电容容值C,其中直流侧电容额定容量为Cn,额定寿命为T;
预测直流侧电容寿命Tc=T*(C-Cp)/(Cn-Cp)。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施方式的原理图。
图2是利用本实用新型电路的光伏逆变器直流侧母线电容在线检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型的实施方式。
本实用新型的实施原理图由软启保护熔丝Fs,软启限流电阻R1、R2,软启接触器S4,直流侧断路器S1,交流侧断路器S3,三相整流桥,直流侧电容,直流电流检测,三相电网等组成。
本实用新型的工作逻辑如下:早晨太阳升起时,光伏逆变器直流侧电容电压Uc随前端光伏电池板输出电压升高而慢慢升高,当直流侧电压升高到光伏逆变器开机点电压,光伏逆变器开机并网发电;傍晚太阳降落时,前端光伏电池板输出功率减小,光伏逆变器直流侧电容电压随前端光伏电池板输出电压降低而慢慢降低,当光伏电池板功率减小及输出电压降低到光伏逆变器关机电压点时,光伏逆变器关机,直流侧电容电压最后降低到0V左右。光伏逆变器MCU检测到光伏逆变器处于关机状态且直流侧电容电压在-5V<Uc<5V(检测误差冗余)时,MCU开始计数,计数达到设定值(例如30分钟),光伏逆变器开始直流侧母线电容在线检测。检测软件流程如图2所示。在线检测到直流侧母线电容性能下降时,通知业主检修维护;在线检测直流侧母线电容满足要求时,继续正常运行逻辑,等待第二天白天开机运行。
本实用新型电容C计算公式基于电容基本特性:Ic(t)=C*dUc(t)/dt,dUc(t)为相邻两次直流侧电容电压采样值之差值,dt为采样周期值,Ic(t)为当前采样时刻直流侧直流电流Io(直流电流Io等于电容电流Ic),直流母线电容容值C由电容电压、电容电流按照一定函数关系(即Ic(t)=C*dUc(t)/dt)计算得出,再经Tc=T*(C-Cp)/(Cn-Cp)预测直流侧母线电容寿命Tc。
根据本实用新型的方法包括如下步骤:
本实用新型的电路,可预估直流侧电容可充电的电压值Us=sqrt(2)*Max(Uab,Ubc,Uca),其中Max(Uab,Ubc,Uca)为三相线电压中的最大线电压值;
并检测获得直流侧母线电容电压参数Uc和电容电流参数Ic,电容初始状态Uc(0)=0V,Ic(0)=0A;
通过预定义直流侧母线电容寿命保护值门限对应电容容量Cp,实际检测直流母线电容容值C,其中直流侧电容额定容量为Cn,额定寿命为T;
预测直流侧电容寿命Tc=T*(C-Cp)/(Cn-Cp)。
具体电路运行情况是:
B1:白天光伏逆变器正常运行时,S1、S2、S3闭合,S4断开;随着日照减弱,PV电池板输出能量减小,直到输出功能量为0,光伏逆变器从运行状态进入夜间关机状态。
B2:夜间关机状态下,S1、S3闭合,S2断开;当MCU检测到PV电池电压持续30分钟小于等于5V,S4闭合,MCU开始直流侧电容电压Uc采样、直流侧电流Io采样。直到Us与直流侧电容电压采样值Uc的差值小于等于30V,断开S4,结束采样,采样总次数为N。
B3:直流侧电容电压Uc采样,MCU采样值为Uc(k),k为1、2、3…N;Uc(1)为直流侧电容电压Uc第一次采样值;Uc(2)为直流侧电容电压Uc第二次采样值;Uc(N)为直流侧电容电压Uc第N次采样值;直流侧电流Io采样,MCU采样值为Io(k),k为1、2、3…N;Io(1)为直流电流Io第一次采样值;Io(2)为直流电流Io第二次采样值;Io(N)为直流电流Io第N次采样值;
B4:直流母线电容预测计算,按照函数关系Ic(t)=C*dUc(t)/dt,计算直流母线电容容值C。采样周期值dt恒定,第一次采样值Uc(1)、Io(1)与初始状态值Uc(0)=0V,Ic(0)=0A,有如下函数关系:Ic(1)–Ic(0)=C(1)*(U(1)–U(0))/dt;C(1)=(Ic(1)–Ic(0))*dt/(U(1)–U(0));第二次采样值Uc(2)、Io(2)与第一次采样值Uc(1),Ic(1),有如下函数关系:Ic(2)–Ic(1)=C(2)*(U(2)–U(1))/dt;C(2)=(Ic(2)–Ic(1))*dt/(U(2)–U(1));第三次采样值Uc(3)、Io(3)与第二次采样值Uc(2),Ic(2),有如下函数关系:Ic(3)–Ic(2)=C(3)*(U(3)–U(2))/dt;C(3)=(Ic(3)–Ic(2))*dt/(U(3)–U(2));第N次采样值Uc(N)、Io(N)与第N-1次采样值Uc(N-1),Ic(N-1),有如下函数关系:Ic(N)–Ic(N-1)=C(N)*(U(N)–U(N-1))/dt;C(N)=(Ic(N)–Ic(N-1))*dt/(U(N)–U(N-1));求取N次平均值C=(C(1)+C(2)+C(3)+…+C(N))/N,C即为直流母线电容容值。
本实用新型在不增加光伏逆变器系统硬件成本的情况下,能准确、高效检测预测直流侧母线电容寿命,方便业主、售后人员及时维护直流侧母线电容,减小安全隐患,实现光伏逆变器系统发电经济效益最大化。
上述实施方式仅是示例性的示出本实用新型,并不企图限制本实用新型。另外对于没有详细描述的步骤属于本领域技术人员熟知的技术内容。对于涵盖在本实用新型构思内的相应的变换和更改均在本实用新型范围内。

Claims (4)

1.一种在线预测大功率光伏逆变器直流侧电容寿命的电路,包括软启保护熔丝Fs,软启限流电阻R1、R2,软启接触器S4,直流侧断路器S1,交流侧断路器S3,三相整流桥,直流侧电容,直流电流检测,三相电网,其中软启保护熔丝Fs与软启接触器S4连接,软启限流电阻R1、R2与三相整流桥连接,直流侧断路器S1与直流侧电容连接,交流侧断路器S3与三相电网连接。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征是还包括光伏逆变器MCU,当光伏逆变器MCU检测到光伏逆变器处于关机状态且直流侧电容电压在-5V<Uc<5V时,MCU开始计数,计数达到设定值后,光伏逆变器开始直流侧母线电容在线检测。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征是直流母线电容容值C由电容电压、电容电流按照Ic(t)=C*dUc(t)/dt计算得出,dUc(t)为相邻两次直流侧电容电压采样值之差值,dt为采样周期值,Ic(t)为当前采样时刻直流侧直流电流Io,直流电流Io等于电容电流Ic。
4.根据权利要求1所述的电路,其特征是可预估直流侧电容可充电的电压值Us=sqrt(2)*Max(Uab,Ubc,Uca),其中Max(Uab,Ubc,Uca)为三相线电压中的最大线电压值;
并检测获得直流侧母线电容电压参数Uc和电容电流参数Ic,电容初始状态Uc(0)=0V,Ic(0)=0A;
通过预定义直流侧母线电容寿命保护值门限对应电容容量Cp,实际检测直流母线电容容值C,其中直流侧电容额定容量为Cn,额定寿命为T;
预测直流侧电容寿命Tc=T*(C-Cp)/(Cn-Cp)。
CN201620405722.XU 2016-05-06 2016-05-06 一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路 Active CN205693379U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620405722.XU CN205693379U (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620405722.XU CN205693379U (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205693379U true CN205693379U (zh) 2016-11-16

Family

ID=57265401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620405722.XU Active CN205693379U (zh) 2016-05-06 2016-05-06 一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205693379U (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106932674A (zh) * 2017-04-11 2017-07-07 阳光电源股份有限公司 逆变器输出滤波电容剩余寿命预测方法、装置和发电系统
CN109596923A (zh) * 2018-12-24 2019-04-09 日立电梯(中国)有限公司 变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器
WO2020082860A1 (zh) * 2018-10-24 2020-04-30 珠海格力电器股份有限公司 光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质
CN113595143A (zh) * 2021-08-24 2021-11-02 华北电力大学(保定) 一种基于寿命估计的分布式光伏电源pv配置和功率限值整定方法
CN117452078A (zh) * 2023-12-26 2024-01-26 锦浪科技股份有限公司 一种母线电解电容的容值衰减预测方法及光伏系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106932674A (zh) * 2017-04-11 2017-07-07 阳光电源股份有限公司 逆变器输出滤波电容剩余寿命预测方法、装置和发电系统
CN106932674B (zh) * 2017-04-11 2020-01-21 阳光电源股份有限公司 逆变器输出滤波电容剩余寿命预测方法、装置和发电系统
WO2020082860A1 (zh) * 2018-10-24 2020-04-30 珠海格力电器股份有限公司 光伏用电设备及其充电控制方法、装置和电路、存储介质
US12021409B2 (en) 2018-10-24 2024-06-25 Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai Photovoltaic electric appliance and charging control method, device and circuit thereof, and storage medium
CN109596923A (zh) * 2018-12-24 2019-04-09 日立电梯(中国)有限公司 变频器母线电容在线检测装置、方法及变频器
CN113595143A (zh) * 2021-08-24 2021-11-02 华北电力大学(保定) 一种基于寿命估计的分布式光伏电源pv配置和功率限值整定方法
CN113595143B (zh) * 2021-08-24 2023-09-15 华北电力大学(保定) 一种基于寿命估计的分布式光伏电源pv配置比和功率限值整定方法
CN117452078A (zh) * 2023-12-26 2024-01-26 锦浪科技股份有限公司 一种母线电解电容的容值衰减预测方法及光伏系统
CN117452078B (zh) * 2023-12-26 2024-04-05 锦浪科技股份有限公司 一种母线电解电容的容值衰减预测方法及光伏系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205693379U (zh) 一种在线预测光伏逆变器母线电容寿命的电路
CN108683202B (zh) 储能系统
CN101931238A (zh) 基于主从策略的微网系统协调控制方法
CN102253278B (zh) 一种适用于带dc/dc的光伏逆变器的开机条件检测方法
CN111564836B (zh) 一种采用电池储能的有轨电车供电系统及方法
CN104135020A (zh) 储能变流器直流侧电池接入控制系统及方法
CN111431232B (zh) 一种采用柔性连接保护的退役电池模组
CN104333107B (zh) 一种使用混合电源的直流屏电源装置
CN106058930A (zh) 光伏并网逆变器母线电容容值自动检测系统与方法
CN105552952A (zh) 一种光储联合发电系统及其能量管理方法
CN105871004A (zh) 功率型电池放电保护系统及其保护方法
CN202159982U (zh) 基于dsp的太阳能光伏并网逆变器
CN103248069B (zh) 一种防逆流光伏并网系统及其防止逆电流的方法
CN202886481U (zh) 太阳能逆变器中的电容容量检测电路
CN103872761A (zh) 一种ups电源供应器的切换方法及ups电源供应器
CN205709258U (zh) 电梯备电管理与控制系统
Algaddafi et al. Comparing the Impact of the off-Grid System and on-Grid System on a Realistic Load
CN117477718A (zh) 一种储能电池系统上电控制方法
CN103606955B (zh) 一种基于正弦半波的微网电源
CN203261257U (zh) 太阳能光伏发电单相并网逆变器
CN104242441A (zh) 太阳能与交流电网协同充电系统
Dong et al. Open-circuit fault detection for inverter fed by non-communication series-connected power optimizer
CN202696172U (zh) 电动汽车电池放电的改进逆变器
CN107979324A (zh) 太阳能充电系统及其控制方法
CN101667736B (zh) 一种三级无刷微型燃机发电并网装置及并网方法

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190617

Address after: 518055 No. 7, No. 2 District, Baiwangxin Industrial Park, Songbai Highway, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: SHENZHEN WINLINE TECHNOLOGY CO., LTD.

Address before: 054400 North of Zhu Zhengse Street and West of Handong Road, Nanhe County Provincial Economic Development Zone, Xingtai City, Hebei Province

Patentee before: WINLINE TECHNOLOGY NANHE CO., LTD.