[发明专利]基于电压电流的光伏阵列故障检测装置与方法

权利要求书

1.基于电压电流的光伏阵列故障检测装置，光伏阵列采用SP结构，其特征在于，光伏阵列故障检测装置包括至少一个主机与多个从机，光伏组件的每条串联支路上设有一个电流传感器和多个电压传感器，每条串联支路上的光伏组件以检测分辨率为单位被分为若干组，相邻四组光伏组件构成最小电压检测模型；

在每个最小电压检测模型设置三个电压传感器和一个继电器，其中第一电压传感器连接在最小电压检测模型的第一组光伏组件和第二组光伏组件串联后的两端，第二电压传感器连接在最小电压检测模型的第二组光伏组件和第三组光伏组件串联后的两端，第三电压传感器用于测量最小电压检测模块的电压值，继电器位于第二电压传感器与第二组光伏组件、第三组光伏组件之间，通过控制继电器的开关以使第二电压传感器分别测量第三组光伏组件两端的电压、第二组光伏组件与第三组光伏组件串联后两端的电压；

设置在每条串联支路上的电压传感器通过所述从机连接至所述主机，继电器的控制端与所述从机连接；设置在每条串联支路上的电流传感器与所述主机连接；

在每条串联支路上，最后一个最小电压检测模型的第三电压传感器为用于检测整条串联支路电压的电压传感器，其余最小电压检测模块的第三电压传感器设置在该最小电压检测模块的两端；

所述主机与从机之间通过RS485通信。

2.根据权利要求1所述的基于电压电流的光伏阵列故障检测装置，其特征在于，所述继电器的常闭触点A与第一组光伏组件和第二组光伏组件的串联节点连接，继电器的常开触点C与第二组光伏组件和第三组光伏组件的串联节点连接，继电器的常闭触点B与第二电压传感器连接。

3.根据权利要求1所述的基于电压电流的光伏阵列故障检测装置，其特征在于，所述主机配备模数转换器，设置在每条串联支路上的电流传感器通过模数转换器与所述主机连接。

4.根据权利要求1所述的基于电压电流的光伏阵列故障检测装置，其特征在于，所述从机配备模数转换器，设置在每条串联支路上的电压传感器以及继电器的控制端通过模数转换器与所述从机连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的基于电压电流的光伏阵列故障检测装置，其特征在于，所述光伏阵列故障检测装置还包括GSM模块和服务端，所述主机通过GSM模块与服务端连接。

6.基于电压电流的光伏阵列故障检测方法，其特征在于，所述光伏阵列故障检测方法基于权利要求5所述的光伏阵列故障检测装置，包括以下步骤：

S1、故障发生后，服务端发送电压和电流的参考值给主机，该参考值是此时正常工作下各最小电压检测模型应有的电压U_参和正常工作下支路上的电流I_参；

S2、主机接收到电压和电流的参考值，先自行判断所有支路中哪些支路的电流小于I_参，以定位到故障支路，然后主机通过广播故障的从机号，从机接收到广播信息后，无故障从机不响应，故障从机响应；

S3、主机传输电压和电流的参考值、总电压给故障从机，故障从机接收到电压和电流参考值以及总电压后，先计算得到最后一个最小电压检测模型的电压，再判断所有最小电压检测模型中哪个或哪几个的电压小于主机所发送过来的电压参考值，从而找出故障支路上发生故障的最小电压检测模型；

S4、计算发生故障的最小电压检测模型内各组光伏组件的电压，通过对比U_参/4与故障的最小电压检测模型内各组光伏组件的电压对发生故障的光伏组件进行定位。

7.根据权利要求6所述的基于电压电流的光伏阵列故障检测方法，其特征在于，步骤S2中，主机通过RS485广播故障的从机号，从机接收到广播信息后，无故障从机不响应，故障从机通过RS485响应。

8.根据权利要求6所述的基于电压电流的光伏阵列故障检测方法，其特征在于，所述光伏阵列故障检测装置的检测分辨率为2，将U_参/4与故障的最小电压检测模型内各组光伏组件的电压对发生故障的光伏组件进行定位。