【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光伏絕緣監測領域，具體為一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統及方法。
技術介紹
1、隨著光伏發電技術的大面積推廣，分布式光伏電站安全運行至關重要。由于分布式光伏發電站從太陽能光伏電池陣列到并網逆變器的各個環節中，器件種類多分布范圍廣，使得各類布線十分繁雜。電池組件經匯流箱和直流柜匯流后輸入到逆變器，線路多、分布廣，易出現絕緣不良的問題。各類電纜大多露天布線，工作環境十分惡劣，長期運行容易出現線路絕緣漏電故障。在光伏直流接地地系統中使用絕緣監測裝置來監測系統的絕緣情況，在現實中是十分必須的。
2、光伏絕緣監測與光伏絕緣檢測存在本質區別。光伏絕緣檢測技術，主要側重于在逆變器跳閘或監測到潛在接地故障時，采用特定技術方案對匯流箱、組串或電池板進行測試，以判斷是否存在接地故障，這種方式更傾向于事后檢修。相對而言，光伏絕緣監測則通過視頻、環境、電信號等多種監測方法，實時掌握光伏項目的絕緣狀態，及時發現可能導致接地故障的現象，如電池板工作溫度異常升高、組串絕緣異常降低等，從而提前進行運維干預，旨在預防故障及事故的發生。即便在突發故障情況下，監測數據也能輔助排查和修復工作，因此，光伏絕緣監測屬于事前預防機制。
3、當前，光伏絕緣監測技術多采用電橋法作為實施方案，盡管各方案的具體實施細節有所不同，但其核心原理均基于改變上下橋臂對地電阻。電橋檢測法的一個顯著特點是能夠估算出母線中的對地絕緣阻抗。然而，光伏逆變器在光伏電站直流系統中的存在不可忽視，它會在直流母線系統中產生電壓波動。在此情況下，進行兩次不
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統及方法，解決了分布式光伏發電站中因復雜布線和惡劣環境導致的絕緣不良和漏電故障的實時監測與預警的問題。
2、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，包括：
3、絕緣監測終端，其用于負責采集、處理和分析光伏發電站設備的電壓和漏電流數據，并實現故障檢測和警告；
4、所述絕緣監測終端包括采集模塊、中央處理模塊、控制開關模塊和傳感器模塊，所述采集模塊用于對直流母線的高壓進行采樣，所述中央處理模塊用于對采集模塊所采集的電壓數據進行處理，所述控制開關模塊與中央處理模塊連接，所述控制開關模塊用于管理投切開關和聲光警告裝置，所述傳感器模塊與中央處理模塊連接，所述傳感器模塊用于測量支路漏電流；
5、所述中央處理模塊包括數據處理單元、stm32單片機、信號傳輸單元和絕緣阻抗計算單元，所述數據處理單元用于負責對采集模塊所采集的電壓數據進行處理；所述stm32單片機用于作為主控制器進行電路控制和電壓采樣，所述信號傳輸單元用于將處理后的數據傳輸至上位機，所述絕緣阻抗計算單元用于通過測量正負橋臂的對地電壓u1+、u1-和u2+、u2-，計算正負橋臂對地絕緣阻抗rx+和px-；
6、上位機，其與中央處理模塊連接，其用于負責接收、存儲和顯示絕緣監測終端傳輸的數據，并提供歷史查詢和故障報警功能。
7、優選的，所述采集模塊包括：
8、調理電路，其用于信號調理和初步處理；
9、采集電路，其用于采集直流母線高壓的電壓信號；
10、電橋檢測法，其用于檢測直流母線的電壓差異；
11、差流檢測法，其用于檢測橋臂的電流差異；
12、電壓傳感器，其用于將強電模擬信號轉換為弱電模擬信號。
13、優選的，所述控制開關模塊包括：
14、投切開關k1、k2，其用于控制電阻的投切操作；
15、聲光警告裝置，其用于在檢測到接地故障時發出警告信號。
16、優選的，所述傳感器模塊包括：
17、漏電流傳感器，其用于測量支路的漏電流；
18、信號放大電路，其對傳感器采集的微弱電流進行放大；
19、dsp信號處理單元，其用于對傳感器信號進行數字信號處理；
20、耦合電路，其用于將信號耦合到低壓電力線上進行傳輸。
21、優選的，所述絕緣阻抗計算單元中所涉及的計算公式為：
22、其中i為電流。
23、一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測方法，包括以下步驟：
24、s1、啟動系統后，初始化投切開關k1、k2，并采集模塊對直流母線的高壓進行信號調理和采樣，將電壓信號傳輸至中央處理模塊；
25、s2、中央處理模塊接收采集模塊傳輸的數據，采集正負橋臂電壓u+、u-，并檢測其電壓差|u+-u-|是否小于設定閾值θ；
26、s3、如果|u+-u-|小于設定閾值θ，繼續監測；否則，分開斷開k1、k2，分別采集正負橋臂電壓，并計算正負橋臂的絕緣阻抗rx+和rx-；
27、s4、中央處理模塊判斷計算出的絕緣阻抗rx+和rx-是否低于報警值，如果是，則向控制開關模塊發送信號，觸發聲光警告裝置發出警報；
28、s5、啟動支路巡檢，傳感器模塊測量各支路的漏電流，將處理后的信號傳輸至中央處理模塊進行進一步分析；
29、s6、上位機接收并存儲中央處理模塊的數據，將其繪制成電壓曲線，并在達到報警條件時生成報警事件，顯示故障位置；
30、s7、上位機提供歷史電壓和故障位置記錄，輔助運維人員進行故障排查和分析。
31、優選的，所述s1步驟具體包括以下步驟：
32、s1.1、系統啟動后，初始化投切開關k1、k2，確保開關處于初始狀態；
33、s1.2、采集模塊對直流母線的高壓進行信號調理，使用調理電路對信號進行濾波和放大；
34、s1.3、采集電路采集調理后的高壓電壓信號，將其轉化為數字信號；
35、s1.4、將采集到的電壓信號傳輸至中央處理模塊進行進一步處理。
36、優選的，所述s2步驟具體包括以下步驟：
37、s2.1、中央處理模塊接收采集模塊傳輸的數字電壓信號；
38、s2.2、采集正負橋臂的電壓u+、u-；
39、s2.3、計算電壓差|u+-u-|；
40、s2.4、將計算結果與設定閾值θ進行比較，判斷是否小于閾值。
41、優選的，所述s3步驟具體包括以下步驟：
42、s3.1、如果|u+-u-|小于設定閾值θ，則系統繼續監測，無需進一步操作；
43、s3.2、如果|u+-u-|不小于設定閾值θ，則中央處理模塊控制分開斷開k1、k2；
44、s3.3、分別采集正負橋臂的電壓u1本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述采集模塊包括：
3.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述控制開關模塊包括：
4.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述傳感器模塊包括：
5.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述絕緣阻抗計算單元中所涉及的計算公式為：
6.一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測方法，其特征在于，基于上述權利要求1-5任一項所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統使用，包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測方法，其特征在于，所述S1步驟具體包括以下步驟：
8.根據權利要求6所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測方法，其特征在于，所述S2步驟具體包括以下步
9.根據權利要求6所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測方法，其特征在于，所述S3步驟具體包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述采集模塊包括：
3.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述控制開關模塊包括：
4.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述傳感器模塊包括：
5.根據權利要求1所述的一種針對不均勻地基的光伏發電站設備絕緣監測系統，其特征在于，所述絕緣阻抗計算單元中所涉及的計算公式為：...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬建軍，熊靖宇，范航熙，畢望舒，袁瀅韜，劉恩鵬，董權力，王富強，姜雪怡，李成，張玉全，
申請(專利權)人：中水東北勘測設計研究有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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