[发明专利]级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法与装置

说明书

本发明提供一种级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法与装置，属于光伏发电技术领域。本发明方法包括下述步骤：设置级联H桥光伏逆变器拓扑结构，对级联H桥光伏逆变器并网电流进行控制；对级联H桥光伏逆变器故障模式进行分析；采用小波包能量熵进行特征提取；采用改进的细菌觅食优化算法求解最优的核函数带宽和偏置；根据最优的核函数带宽和偏置，采用支持向量机训练数据并进行故障诊断。本发明使用改进的细菌优化算法优化SVM故障诊断方法相比SVM故障诊断的方法，以实现对级联H桥光伏逆变器的开关管故障进行特征提取，以及对级联H桥光伏逆变器的开关管故障进行诊断和分类，能够有效提升三相级联H桥光伏逆变器开路故障诊断的准确率。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法与装置。

背景技术

能源是一个国家发展的动力，我国目前的主要能源供给形式仍为火力发电，依靠化石燃料燃烧获取蒸汽动力来推动发电机转子旋转发电，但化石燃料的可再生速度很慢，产出与消耗不平衡，除此之外，化石燃料的消耗会对生态环境造成较大的危害，为缓解这些问题，具有清洁性及可持续性的新能源应运而生，成为技术攻关的主要方向。

光伏发电通过利用光伏板将太阳光照中的能量转化为电能输送至电网或储能电池，既清洁又可持续，是新能源结构中的重要组成。在光伏发电系统中光伏板的输出电压为直流，但我国的电能传输多为通过交流电进行传输，因此，直流转换交流的设备，即逆变器，对于发电并网或形成微网必不可少。传统的光伏并网系统中的逆变器常采用两电平三相桥式拓扑结构，但随着并网规模的增大，开关管承担的压力也随之增大，多电平拓扑结构中开关管的数量大幅增长，有利于提升电路的整体性能。其中级联H桥作为多电平拓扑结构中的一种，具有电路简单，易于拓展的特点，但对于对于H桥单元级联数较多的系统，开关管数量成倍增长，每一个开关管都是潜在的故障点。

因此，需对级联H桥光伏逆变器的开关管故障进行有效的故障判断和诊断，本发明提出一种级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法与装置。

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，提供一种级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法与装置。

本发明的一方面，提供一种级联H桥光伏逆变器的故障诊断方法，包括下述步骤：

设置级联H桥光伏逆变器拓扑结构；

对所述级联H桥光伏逆变器并网电流进行控制；

对所述级联H桥光伏逆变器故障模式进行分析；

采用小波包能量熵进行特征提取；

采用改进的细菌觅食优化算法求解最优的核函数带宽和偏置；

根据所述最优的核函数带宽和偏置，采用支持向量机训练数据并进行故障诊断。

可选的，所述对所述级联H桥光伏逆变器并网电流进行控制，包括：

使用abc-dq坐标变换的方法将正弦量转换为直流量进行控制，且并网电流控制环节的输出方程如下：

其中，u_d、u_q，i_d、i_q分别为dq坐标系下逆变器的输出电压、电流；i^*_q为无功电流指令值，需根据电网对无功功率的需求来设定；i^*_d为有功电流指令值，需要与光伏组件的输出功率能力匹配；ω为交流电的角频率；e_d、e_q为dq坐标系下的电网电压；

是PI的公式，K_p是比例参数，K_i是积分参数，1/S表示积分；ω为2*fpwm，表示角频率，fpwm表示PWM调制波的频率。