Analysis of new indicators for fault detection in grid connected PV systems for...

• Author(s): Silva, Mário Filipe Aires da
• Date: 2014
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/11392
• Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
• Subject(s): Energia fotovoltaica; Sistemas PV; Deteção de falhas; Diagnóstico de falhas; Novos indicadores; Teses de mestrado - 2014
• Document Type: Master Thesis
• Language: English
• Advisor(s): Berges, Santiago Silvestre; Brito, Miguel Centeno

Description

Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014 Neste trabalho apresentamos um novo procedimento para deteção automática de falhas em sistemas fotovoltaicos (PV) ligados à rede. A maioria dos métodos de diagnóstico para deteção de falhas em sistemas PV já conhecidos são consumidores de tempo e precisam de equipamento caro. De forma a evitar completamente o uso de modelação e simulação do sistema PV no processo de deteção de falhas, nós definimos dois novos indicadores de corrente e voltagem, NRc e NRv, respetivamente, no lado DC do inversor do sistema PV. Este método é baseado na avaliação desses novos indicadores. Foram definidos limites para esses indicadores de forma a ter em conta a configuração do sistema PV: número de módulos PV incluídos em série e em paralelo que formam o PV array. A definição desses limites para os indicadores de voltagem e corrente têm que ser adaptados ao sistema PV específico a supervisionar e um período de treino é recomendado de forma a garantir um diagnóstico correto e reduzir assim a probabilidade de falsas falhas detetadas. Um estudo de simulações foi feito em MatLab e usando informação monitorizada pelo inversor, piranómetros, termopares e células de referência instaladas no sistema PV conectado à rede localizado no Centro de Desenvolvimento das Energias Renováveis (CDER), Algéria. O método proposto é simples mas eficaz na deteção das falhas principais de um sistema PV e foi experimentalmente validado e demonstrou a sua eficácia na deteção de falhas presentes em aplicações conectadas à rede. In this work we present a new procedure for automatic fault detection in grid connected photovoltaic (PV) systems. Most diagnostic methods for fault detection of PV systems already known are time consuming and need expensive hardware. In order to completely avoid the use of modeling and simulation of the PV system in the fault detection procedure we defined two new current and voltage indicators, NRc and NRv respectively, in the DC side of the inverter of the PV system. This method is based on the evaluation of these indicators. Thresholds for these indicators are defined taking into account the PV system configuration: Number of PV modules included in series and parallel interconnection to form the PV array. The definition of these thresholds for the voltage and current indicators must be adapted to the specific PV system to supervise and a training period is recommended to ensure a correct diagnosis and reduce the probability of false faults detected. A simulation study was carried using MatLab and the data used was monitored by the inverter, pyranometers, thermocouples and reference cells installed in a grid connected PV system located in the Centre de Développement des Energies Renouvelables (CDER), Algeria. The proposed method is simple but effective detecting the main faults of a PV system and was experimentally validated and has demonstrated its effectiveness in the detection of main faults present in grid connected applications.