[发明专利]光伏系统直流故障电弧检测方法

权利要求书

1.光伏系统直流电弧检测方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤(1)采集非电弧时光伏阵列直流母线处电流信号i(t)，t＝1，2，L，1024，采样频率为500kHz；

步骤(2)对电流信号i(t)进行小波变换，利用db4小波作5层分解，得到不同频段的近似系数a5和细节系数d5、d4、d3、d2、d1；

步骤(3)对近似系数和细节系数分别作奇异值分解(SVD)，得到各自的奇异值谱P＝{σ_k，k＝1，2，L，q}，q＝512；

步骤(4)利用b_k＝σ_k-σ_k+1，k＝1，2，L，q-1处理小波系数的奇异值谱，b_k构成的序列B＝(b₁，b₂，L，b_q-1)为奇异值的差分谱；

步骤(5)确定每个差分谱b_k＞0.1的个数m，将奇异值谱P中前m个奇异值(σ₁，σ₂，L，σ_m)置零，构成非电弧时的奇异值序列C＝(c₁，c₂，L，c_q)；

步骤(6)利用奇异值谱C进行SVD重构，得到非电弧的小波系数；

步骤(7)对步骤(6)得到的非电弧的小波系数进行小波重构，得到降噪后的非电弧电流x(t)，t＝1，2，L，1024；

步骤(8)采集光伏阵列直流母线处电流信号i′(t)，t＝1，2，L，1024，采样频率为500kHz；

步骤(9)对电流信号i′(t)进行小波变换，利用db4小波作5层分解，得到不同频段的近似系数a5′和细节系数d5′、d4′、d3′、d2′、d1′；

步骤(10)对近似系数和细节系数分别作奇异值分解(SVD)，得到各自的奇异值谱P′＝{σ_k′，k＝1，2，L，q}，q＝512；

步骤(11)将每个奇异值谱P′中前m个奇异值置零，构成新的奇异值序列E＝(e₁，e₂，L，e_q)；

步骤(12)将该奇异值序列E减去非电弧的序列C，得到消除噪声后的电流奇异值谱G＝(g₁，g₂，L，g_q)，g_k＝e_k-c_k，k＝1，2，L，q；

步骤(13)利用奇异值谱G进行SVD重构，得到电流的小波系数；

步骤(14)对步骤(13)得到的电弧的小波系数进行小波重构，得到降噪后的电弧电流y(t)，t＝1，2，L，1024；

步骤(15)阈值法计算电流x(t)和y(t)差，将阈值选定为0.01，当满足3次及以上电流差值大于该阈值时，判定电弧发生。

2.根据权利要求1所述的光伏系统直流电弧检测方法，其特征在于，所述的步骤(2)、步骤(9)中小波分解过程如下：

电流信号i长度N＝1024，滤波器长度K＝8，h₀和h₁分别代表高通和低通滤波器，h₀＝[-0.2304 0.7148 -0.6309 -0.0280 0.1870 0.0308 -0.0329 -0.0106]，h₁＝[-0.01060.0329 0.0308 -0.1870 -0.0280 0.6309 0.7148 0.2304]，利用得到第一层的近似系数和细节系数；之后再对近似系数a1进行分解，通过得到第二层的近似系数和细节系数；依次类推，第j层小波变换的近似系数和细节系数的计算方式为j＝2，3，4，5，1≤2n-k≤1024。