[发明专利]一种共模信号干扰条件下的光伏系统故障电弧检测方法

权利要求书

1.一种共模信号干扰条件下的光伏系统故障电弧检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步、消除光伏系统故障电弧检测共模信号干扰

光伏系统运行过程中，对光伏系统任意相邻两光伏串同步采样，对采样获得的输出电量信号依次进行平衡增益以及差分转换处理；在采样光伏系统输出电量时，应保证采样自相邻两光伏串的输出电量类型一致；

第二步、由直流故障电弧检测装置利用差分转换处理得到的差分信号进行故障电弧检测；

第三步、根据故障电弧检测结果，在未发生故障电弧事件时，根据非零差分信号对平衡增益进行校正，校正后的平衡增益未超出设定范围时使光伏系统持续运行，在发生故障电弧时，切除对应光伏串内故障光伏模块，然后使光伏系统继续运行直至平衡增益超出设定范围，校正平衡增益的原则是未发生故障电弧事件的情况下保证输入至直流故障电弧检测装置的信号为零差分信号。

2.根据权利要求1所述一种共模信号干扰条件下的光伏系统故障电弧检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

1)在光伏系统运行初始阶段，根据光伏系统相邻光伏串电量的输出情况确定平衡增益的初始状态；

2)光伏系统运行中，按采样频率f₁对光伏系统任意相邻两光伏串的输出电量信号进行采样，得到两路检测信号，将其中一路检测信号经平衡增益后与另一路检测信号进行差分转换处理，直流故障电弧检测装置根据所读入的经平衡增益以及差分转换处理后的检测信号是否超出设定范围N₀，判断所读入的电量信号是否构成非零差分信号，若超出设定范围N₀，则判断当前采样时刻光伏系统中相应相邻两光伏串输出电量信号经平衡增益以及差分转换处理后构成非零差分信号，转至步骤3)；若未超出设定范围N₀，则判断当前采样时刻光伏系统相应相邻两光伏串输出电量信号经平衡增益以及差分转换处理后构成零差分信号，保持当前的平衡增益的设定值不变，然后进行下一次经平衡增益以及差分转换处理的检测信号读入；

3)直流故障电弧检测装置根据所读入的非零差分信号，通过特征量阈值分析进行故障电弧检测，并判断当前采样时刻是否发生故障电弧事件，若发生故障电弧事件，则计数变量N计数，然后转至步骤4)；若未发生故障电弧事件，则清零计数变量N，依据当前采样时刻光伏系统相应相邻两光伏串的输出电量信号对平衡增益进行校正，然后转至步骤5)；

4)判断故障电弧事件是否连续发生：若故障电弧事件连续发生N₁次，则判定当前采样时刻光伏系统内发生故障电弧，切除故障光伏模块，保持剩余光伏系统组件依旧正常工作，清零计数变量N，然后返回步骤2)；若故障电弧事件未连续发生N₁次，则保持当前的平衡增益的设定值不变，然后返回步骤2)；

5)判断平衡增益是否超出设定范围N₂，若超出设定范围N₂，则判定当前采样时刻光伏系统相应相邻光伏串输出电量信号相差过大，采取保护措施并令光伏系统停止工作，若未超出设定范围N₂，则判定当前采样时刻光伏系统相应相邻光伏串输出电量信号相差不大，光伏系统仍能可靠正常运行，返回步骤2)。

3.根据权利要求2所述一种共模信号干扰条件下的光伏系统故障电弧检测方法，其特征在于：所述采样频率f₁的取值范围为10kHz～50kHz，设定范围N₀为-B～B，B的取值范围为10^-3～10^-15，N₁的取值范围为3～5。

4.根据权利要求1所述一种共模信号干扰条件下的光伏系统故障电弧检测方法，其特征在于：使用软件实现消除光伏系统故障电弧检测共模信号干扰时，直流故障电弧检测装置需增设光伏模块输出电量信号输入端口，平衡增益校正以及差分转换处理利用直流故障电弧检测装置内的软件实现；使用硬件实现消除光伏系统故障电弧检测共模信号干扰时，需在光伏系统中检测电量装置与直流故障电弧检测装置之间设置用于平衡增益校正的平衡校正输出装置以及用于差分转换处理的信号处理装置，平衡增益校正由平衡校正输出装置与直流故障电弧检测装置间的通信实现。

5.根据权利要求4所述一种共模信号干扰条件下的光伏系统故障电弧检测方法，其特征在于：对于通过所述输入端口输入至同一直流故障电弧检测装置的相邻光伏串的输出电量信号应具有一致的电量类型。