一种直流电弧检测方法、能量转换设备和发电系统技术方案

本申请公开了一种直流电弧检测方法、能量转换设备和发电系统，以提高直流电弧检测的准确性。该方法包括：在直流电弧检测电路判定直流线路上产生直流电弧时，启动灭弧操作；延迟预设时间后解除灭弧操作；判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，若是，判定所述直流电弧检测电路判断无误。

【技术实现步骤摘要】
一种直流电弧检测方法、能量转换设备和发电系统
本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种直流电弧检测方法、能量转换设备和发电系统。
技术介绍
在发电系统(例如光伏发电系统、光储混合发电系统等)中，由于直流接线端子松脱、老化、接触不良等原因引发的直流电弧是影响系统安全运行的关键因素之一。直流电弧检测电路的工作原理是：用电流互感器采样直流线路上的交流谐波，经过一系列处理得到FFT(FastFourierTransform，快速傅里叶变换)值，如果该FFT值超过预设值T1，确认本条直流线路的状态符合直流电弧特征，直接判定本条直流线路上产生了直流电弧。但是，系统中其他因素(例如逆变电路交流侧负载切入/切出瞬间产生的交流干扰耦合到直流线路上)也可能使直流线路上产生交流谐波并且该交流谐波经过一系列处理得到的FFT值超过预设值T1，此时直流电弧检测电路就会出现误判断。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种直流电弧检测方法、能量转换设备和发电系统，以提高直流电弧检测的准确性。一种直流电弧检测方法，包括：在直流电弧检测电路判定直流线路上产生直流电弧时，启动灭弧操作；延迟预设时间后解除灭弧操作；判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，若是，判定所述直流电弧检测电路判断无误。可选的，所述判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，包括：获取本条直流线路上的电流值，判断所述电流值是否低于预设电流值，若是，判定灭弧操作解除后本条直流线路呈断路状态；或者，获取本条直流线路上的功率值，判断所述功率值是否低于预设功率值，若是，判定灭弧操作解除后本条直流线路呈断路状态；或者，获取所述直流电弧检测电路输出的快速傅里叶变换FFT值，判断所述FFT值是否低于预设FFT值，若是，判定灭弧操作解除后本条直流线路呈断路状态。可选的，所述启动灭弧操作包括：使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值。可选的，当本条直流线路接入的能量转换设备带载时，所述使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值，包括：在协调其他线路上的电源供电从而保证负载不间断供电的前提下，使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值。可选的，在本条直流线路上，储能电池经双向DC/DC变流器接入逆变电路的直流侧；所述逆变电路的直流侧还有其他类型的电源接入，所述逆变电路的交流侧经交流开关电路接入电网和负载；所述在协调其他线路上的电源供电从而保证负载不间断供电的前提下，使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值，包括：在协调所述其他类型的电源和电网供电从而保证负载不间断供电的前提下，通过控制所述双向DC/DC变流器和/或所述储能电池内的电池管理系统BMS，使所述储能电池的充放电电流降低到灭弧阈值。可选的，所述通过控制所述双向DC/DC变流器和/或所述储能电池内的BMS，使所述储能电池的充放电电流降低到灭弧阈值，包括：控制所述双向DC/DC变流器和/或所述储能电池内的BMS切断本条直流线路。可选的，所述双向DC/DC变流器包括：电感L、第一开关管T1、第二开关管T2、输入电容C1和输出电容C2；所述输入电容C1的正极经所述电感L接所述第一开关管T1的电能输入端和所述第二开关管T2的电能输出端，所述第一开关管T1的电能输出端接所述输入电容C1的负极和所述输出电容C2的负极，所述第二开关管T2的电能输入端接所述输出电容C2的正极；控制所述双向DC/DC变流器切断本条直流线路，包括：当储能电池充电时，停止向所述第一开关管T1发波；当储能电池放电时，停止向所述第二开关管T2发波。可选的，在本条直流线路上，储能电池经双向DC/DC变流器接入逆变电路的直流侧；所述逆变电路的直流侧还有其他类型的电源接入，所述逆变电路的交流侧经交流开关电路接入电网和负载；本条直流线路上还串接有一可控开关；所述在协调其他线路上的电源供电从而保证负载不间断供电的前提下，使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值，包括：在协调所述其他类型的电源和电网供电从而保证负载不间断供电的前提下，控制所述可控开关断开。一种能量转换设备，其包括：控制单元，以及带直流电弧检测电路的能量转换电路；所述控制单元，用于在所述直流电弧检测电路判定直流线路上产生直流电弧时，启动灭弧操作；延迟预设时间后解除灭弧操作；判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，若是，判定所述直流电弧检测电路判断无误。可选的，所述控制单元具体用于通过使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值来实现灭弧操作。可选的，当所述能量转换设备带载时，所述控制单元具体用于在协调其他线路上的电源供电从而保证负载不间断供电的前提下，使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值。可选的，所述能量转换设备包括双向DC/DC变流器和逆变电路；在本条直流线路上，所述储能电池经双向DC/DC变流器接入逆变电路的直流侧；所述逆变电路的直流侧还有其他类型的电源接入，所述逆变电路的交流侧经交流开关电路接入电网和负载；所述控制单元具体用于在协调其他类型的电源和电网供电从而保证负载不间断供电的前提下，通过控制所述BMS电路和/或双向DC/DC变流器，使储能电池充放电电流值降低到灭弧阈值，从而完成启动灭弧操作的步骤。可选的，在本条直流线路上，储能电池经双向DC/DC变流器接入逆变电路的直流侧；所述逆变电路的直流侧还有其他类型的电源接入，所述逆变电路的交流侧经交流开关电路接入电网和负载；本条直流线路上还串接有一可控开关；所述控制单元具体用于在协调所述其他类型的电源和电网供电从而保证负载不间断供电的前提下，断开所述可控开关，从而完成启动灭弧操作的步骤。可选的，所述其他类型的电源为光伏，对应的，所述能量转换设备为光储逆变器。一种发电系统，包括：上述公开的任一种能量转换设备，以及接入所述能量转换设备的一种或多种直流电源。从上述的技术方案可以看出，本专利技术利用直流电弧熄灭之后无法复燃这一特性，在直流电弧检测电路判定直流线路上产生直流电弧时，启动灭弧操作，延迟预设时间后解除灭弧操作，如果灭弧操作解除后因直流电弧不复存在致使直流线路显现出断路故障，说明先前确实产生了直流电弧，反之则说明有干扰导致了误判断，实际上先前并未产生直流电弧。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种直流电弧检测方法流程图；图2为本专利技术实施例公开的一种混合发电系统结构示意图；图3为本专利技术实施例公开的又一种混合发电系统结构示意图；图4示出了图2所示系统中双向DC/DC变流器和交流开关电路的具体结构示意图；图5示出了图3所示系统中双向DC/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电弧检测方法，其特征在于，包括：/n在直流电弧检测电路判定直流线路上产生直流电弧时，启动灭弧操作；/n延迟预设时间后解除灭弧操作；/n判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，若是，判定所述直流电弧检测电路判断无误。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流电弧检测方法，其特征在于，包括：
在直流电弧检测电路判定直流线路上产生直流电弧时，启动灭弧操作；
延迟预设时间后解除灭弧操作；
判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，若是，判定所述直流电弧检测电路判断无误。


2.根据权利要求1所述的直流电弧检测方法，其特征在于，所述判断灭弧操作解除后本条直流线路是否呈断路状态，包括：
获取本条直流线路上的电流值，判断所述电流值是否低于预设电流值，若是，判定灭弧操作解除后本条直流线路呈断路状态；
或者，获取本条直流线路上的功率值，判断所述功率值是否低于预设功率值，若是，判定灭弧操作解除后本条直流线路呈断路状态；
或者，获取所述直流电弧检测电路输出的快速傅里叶变换FFT值，判断所述FFT值是否低于预设FFT值，若是，判定灭弧操作解除后本条直流线路呈断路状态。


3.根据权利要求1所述的直流电弧检测方法，其特征在于，所述启动灭弧操作包括：使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值。


4.根据权利要求3所述的直流电弧检测方法，其特征在于，当本条直流线路接入的能量转换设备带载时，所述使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值，包括：
在协调其他线路上的电源供电从而保证负载不间断供电的前提下，使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值。


5.根据权利要求4所述的直流电弧检测方法，其特征在于，在本条直流线路上，储能电池经双向DC/DC变流器接入逆变电路的直流侧；所述逆变电路的直流侧还有其他类型的电源接入，所述逆变电路的交流侧经交流开关电路接入电网和负载；
所述在协调其他线路上的电源供电从而保证负载不间断供电的前提下，使本条直流线路上的电流值降低到灭弧阈值，包括：在协调所述其他类型的电源和电网供电从而保证负载不间断供电的前提下，通过控制所述双向DC/DC变流器和/或所述储能电池内的电池管理系统BMS，使所述储能电池的充放电电流降低到灭弧阈值。


6.根据权利要求5所述的直流电弧检测方法，其特征在于，所述通过控制所述双向DC/DC变流器和/或所述储能电池内的BMS，使所述储能电池的充放电电流降低到灭弧阈值，包括：
控制所述双向DC/DC变流器和/或所述储能电池内的BMS切断本条直流线路。


7.根据权利要求6所述的直流电弧检测方法，其特征在于，所述双向DC/DC变流器包括：电感L、第一开关管T1、第二开关管T2、输入电容C1和输出电容C2；
所述输入电容C1的正极经所述电感L接所述第一开关管T1的电能输入端和所述第二开关管T2的电能输出端，所述第一开关管T1的电能输出端接所述输入电容C1的负极和所述输出电容C2的负极，所述第二开关管T2的电能输入端接所述输出电容C2的正极；
控制所述双向DC/DC变流器切断本条直流线路，包括：当储...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏，俞雁飞，黄志锋，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34