[发明专利]一种模块化多电平储能系统开路故障诊断装置及方法

摘要

本发明涉及电力系统故障诊断技术领域，提供一种模块化多电平储能系统开路故障诊断装置及方法。该装置包括硬件检测单元、微处理器控制单元、通讯单元、上位机；硬件检测单元包括n个包括电压比较部分、信号隔离转换部分的硬件检测电路；电压比较部分包括比较器、两组采样电阻；信号隔离转换部分包括高速光耦，比较器的输出端与高速光耦的输入端连接；微处理器控制单元包括FPGA；高速光耦的输出端与FPGA的输入端电连接，FPGA的输出端与通讯单元电连接，通讯单元与上位机电连接或无线连接。本发明能够摆脱对控制器性能的依赖，响应速度高、容易实现，且能够在超级电容模组宽工作电压范围内实现对系统开路故障的快速诊断、准确定位。

主权项

1.一种模块化多电平储能系统开路故障诊断装置，所述储能系统中设有模块化多电平直流变换器，所述模块化多电平直流变换器包括n个半桥变换器，所述n个半桥变换器依次串联后与电感L串联、与直流母线支撑电容C_s并联，直流母线支撑电容C_s还并联有串联连接的直流母线等效电阻R_s与直流母线电源U_s，第i∈{1,2,...,n}个半桥变换器包括第i个超级电容模组，第i个超级电容模组串联连接有上开关管S_i1、下开关管S_i2，上开关管S_i1、下开关管S_i2分别并联有上功率管VD_i1、下功率管VD_i2，其特征在于：包括硬件检测单元、微处理器控制单元、通讯单元、上位机；所述硬件检测单元包括n个硬件检测电路，第i个硬件检测电路设置在第i个半桥变换器的输出侧，所述第i个硬件检测电路包括电压比较部分、信号隔离转换部分；所述电压比较部分包括比较器、第一采样电阻R₁、第二采样电阻R₂、第三采样电阻R₃、第四采样电阻R₄，所述第一采样电阻R₁、第二采样电阻R₂串联后与第i个超级电容模组并联，所述第三采样电阻R₃、第四采样电阻R₄串联后与下开关管S_i2并联，所述第一采样电阻R₁、第四采样电阻R₄的下端均与第i个超级电容模组的负极连接，所述第一采样电阻R₁、第二采样电阻R₂的连接点与所述比较器的第一电压输入端U_IN1,i连接，所述第三采样电阻R₃、第四采样电阻R₄的连接点与所述比较器的第二电压输入端U_IN2,i连接；所述信号隔离转换部分包括高速光耦，所述比较器的输出端与高速光耦的输入端连接；所述微处理器控制单元包括FPGA；所述高速光耦的输出端与FPGA的输入端电连接，所述FPGA的输出端与通讯单元电连接，所述通讯单元与上位机电连接或无线连接。