一种光伏电站的短路电流监测方法及系统

技术领域

本发明属于光伏发电领域，涉及短路电流监测技术，具体是一种光伏电站的短路电流监测方法及系统。

背景技术

光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。

光伏电站在运行过程中不可避免地要经受各种短路电流的冲击，导致光伏电站故障；为此，提出一种光伏电站的短路电流监测方法及系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种光伏电站的短路电流监测方法及系统，该一种光伏电站的短路电流监测系统解决了短路电流监测的问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种光伏电站的短路电流监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块、故障判别模块、故障记录模块以及数据库；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；

所述数据采集模块用于获取电流有效值；

并将所述电流有效值发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述电流有效值获取电流突变量，将所述电流有效值和所述电流突变量标记为特征量，当所述特征量满足触发规则时，发送故障判别信号至所述故障判别模块；

所述故障判别模块用于获取电流基波图，根据所述电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量；

所述电流最大值超过所述电流最大阈值；并且所述电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障，发送故障信号至所述故障记录模块；

所述故障记录模块用于获取短路电流基波图，将所述短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流。

优选的，所述数据采集模块获取电流有效值，包括以下步骤：

所述数据采集模块设置采集周期，所述采集周期标记为T，单位为s；其中，T为大于0的整数；

所述数据采集模块每隔Ts获取一次电流有效值；

并将所述电流有效值发送至所述数据处理模块。

优选的，所述数据处理模块根据所述电流有效值获取电流突变量，将所述电流有效值和所述电流突变量标记为特征量，当所述特征量满足触发规则时，发送故障判别信号至所述故障判别模块，包括以下步骤：

所述数据处理模块接收所述电流有效值；

将所述电流有效值标记为I

根据所述电流有效值获取电流突变量，所述电流突变量标记为ΔI

所述电流突变量的计算公式为：ΔI

将所述电流有效值和所述电流突变量标记为特征量；

所述数据处理模块设定电流有效阈值和电流突变阈值；

将所述电流有效阈值标记为I

所述数据处理模块设定触发规则；

当所述电流有效值和所述电流突变量满足触发规则，所述数据处理模块发送故障判别信号至所述故障判别模块。

优选的，所述触发规则为电流有效值超出电流有效阈值或电流突变量超出电流突变阈值。

优选的，所述故障判别模块获取电流基波图，根据所述电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量，所述电流最大值超过所述电流最大阈值并且所述电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障；发送故障信号至所述故障记录模块，包括以下步骤：

所述故障判别模块接收所述故障判别信号后，以接收所述故障判别信号的时刻最为基准时刻，获取基准时刻后8个周期的电流基波图；

根据所述电流基波图获取电流最大值，将所述电流最大值标记I

根据所述电流基波幅值获取电流最大值突变量，将所述电流最大值突变量标记为ΔI

所述电流最大值突变量的计算公式为：ΔI

所述故障判别模块设定电流最大阈值，所述电流最大阈值标记为I

当所述电流最大值超过所述电流最大阈值并且所述电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障；

所述故障判别模块生成故障信号，并将所述故障信号发送至所述故障记录模块。

优选的，所述故障记录模块获取短路电流基波图，将所述短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流，包括以下步骤：

所述故障记录模块接收所述故障信号后，获取基准时刻前8个周期和后16个周期的电流基波图，并将所述电流基波图标记为短路电流基波图；

将所述短路电流基波图存储至数据库内；

所述故障记录模块将所述短路电流基波图发送至负责人的智能终端；

负责人通过智能终端接收所述短路电流基波图后对短路电流进行处理。

优选的，所述智能终端包括智能数据和电脑。

优选的，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；

所述数据处理模块与所述故障判别模块通信和/或电气连接；

所述故障判别模块与所述故障记录模块通信和/或电气连接；

所述故障记录模块与所述数据库通信和/或电气连接。

一种光伏电站的短路电流监测方法，包括以下步骤：

S1：获取电流有效值；

S2：根据电流有效值获取电流突变量，将电流有效值和电流突变量标记为特征量，当特征量满足触发规则时，发送故障判别信号；

S3：获取电流基波图，根据电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量；电流最大值超过电流最大阈值；并且电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障，发送故障信号；

S4：获取短路电流基波图，将短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过数据采集模块获取电流有效值；并将电流有效值发送至数据处理模块；数据处理模块根据电流有效值获取电流突变量，将电流有效值和电流突变量标记为特征量，当特征量满足触发规则时，发送故障判别信号至故障判别模块；故障判别模块获取电流基波图，根据电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量；电流最大值超过电流最大阈值；并且电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障，发送故障信号至故障记录模块；故障记录模块获取短路电流基波图，将短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流；实现了对短路电流进行检测，具备实时性特点，极大地提高了计算的准确度，为检修时提供了真实可靠的依据。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种光伏电站的短路电流监测系统，包括数据采集模块、数据处理模块、故障判别模块、故障记录模块以及数据库；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；

所述数据采集模块用于获取电流有效值；

并将所述电流有效值发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述电流有效值获取电流突变量，将所述电流有效值和所述电流突变量标记为特征量，当所述特征量满足触发规则时，发送故障判别信号至所述故障判别模块；

所述故障判别模块用于获取电流基波图，根据所述电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量；

所述电流最大值超过所述电流最大阈值；并且所述电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障，发送故障信号至所述故障记录模块；

所述故障记录模块用于获取短路电流基波图，将所述短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流。

所述数据采集模块获取电流有效值，包括以下步骤：

所述数据采集模块设置采集周期，所述采集周期标记为T，单位为s；其中，T为大于0的整数；需要进一步说明的是，经过验证，T设定为1时，为最佳采样周期；

所述数据采集模块每隔Ts获取一次电流有效值；

并将所述电流有效值发送至所述数据处理模块。

所述数据处理模块根据所述电流有效值获取电流突变量，将所述电流有效值和所述电流突变量标记为特征量，当所述特征量满足触发规则时，发送故障判别信号至所述故障判别模块，包括以下步骤：

所述数据处理模块接收所述电流有效值；

将所述电流有效值标记为I

根据所述电流有效值获取电流突变量，所述电流突变量标记为ΔI

所述电流突变量的计算公式为：ΔI

将所述电流有效值和所述电流突变量标记为特征量；需要进一步说明的是，以电流突变量作为数据记录触发的特征量，响应迅速，但是对趋稳后的短路电流不好进行捕捉；而电流有效值作为特征量，则能较好的予以弥补；以二者同时作为数据记录触发特征量，只要有一个条件满足即开始数据记录，将形成优势互补，有较好的稳态和暂态性能；

所述数据处理模块设定电流有效阈值和电流突变阈值；

将所述电流有效阈值标记为I

所述数据处理模块设定触发规则；其中，所述触发规则为电流有效值超出电流有效阈值或电流突变量超出电流突变阈值；

当所述电流有效值和所述电流突变量满足触发规则，所述数据处理模块发送故障判别信号至所述故障判别模块。

所述故障判别模块获取电流基波图，根据所述电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量，所述电流最大值超过所述电流最大阈值并且所述电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障；发送故障信号至所述故障记录模块，包括以下步骤：

所述故障判别模块接收所述故障判别信号后，以接收所述故障判别信号的时刻最为基准时刻，获取基准时刻后8个周期的电流基波图；举例说明：

所述故障判别模块接收所述故障判别信号的时间为9时15分26秒，9时15分26秒即为基准时刻，获取9时15分26秒后8个周期的电流基波图；

根据所述电流基波图获取电流最大值，将所述电流最大值标记I

根据所述电流基波幅值获取电流最大值突变量，将所述电流最大值突变量标记为ΔI

所述电流最大值突变量的计算公式为：ΔI

所述故障判别模块设定电流最大阈值，所述电流最大阈值标记为I

当所述电流最大值超过所述电流最大阈值并且所述电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障；

所述故障判别模块生成故障信号，并将所述故障信号发送至所述故障记录模块。

所述故障记录模块获取短路电流基波图，将所述短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流，包括以下步骤：

所述故障记录模块接收所述故障信号后，获取基准时刻前8个周期和后16个周期的电流基波图，并将所述电流基波图标记为短路电流基波图；

将所述短路电流基波图存储至数据库内；

所述故障记录模块将所述短路电流基波图发送至负责人的智能终端；

负责人通过智能终端接收所述短路电流基波图后对短路电流进行处理。

本实施例中，所述智能终端包括智能数据和电脑等智能数据。

本实施例中，所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；

所述数据处理模块与所述故障判别模块通信和/或电气连接；

所述故障判别模块与所述故障记录模块通信和/或电气连接；

所述故障记录模块与所述数据库通信和/或电气连接。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

如图2所示，一种光伏电站的短路电流监测方法，包括以下步骤：

S1：获取电流有效值；

S2：根据电流有效值获取电流突变量，将电流有效值和电流突变量标记为特征量，当特征量满足触发规则时，发送故障判别信号；

S3：获取电流基波图，根据电流基波图获取电流最大值和电流最大值突变量；电流最大值超过电流最大阈值；并且电流最大值突变量持续增大时认为出现一次故障，发送故障信号；

S4：获取短路电流基波图，将短路电流基波图存储至数据库内，并通知负责人处理短路电流。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。