[发明专利]一种光伏系统故障电弧识别方法及装置

说明书

本申请公开了一种光伏系统故障电弧识别方法及装置。本申请提出的光伏系统故障电弧识别方法，通过对大量时间窗对连续的电流信号进行提取检测，适当延长电弧检测范围，能够对故障电弧和短暂出现的类弧状态进行有效区分，降低了故障电弧的误判率，提高了光伏系统运行的稳定性，解决了现有的故障电弧检测方法在光伏系统在启动，功率变化的过程中容易将短期的电流波动误判为故障电弧，导致断路器误动率高的技术问题。

技术领域

本申请涉及电气检测领域，尤其涉及一种光伏系统故障电弧识别方法及装置。

背景技术

随着绿色能源的开发技术逐年成熟，光能作为一种清洁、可再生能源，在我国得到了广泛应用，然而直流故障电弧——在光伏发电系统中常见的安全隐患，由其产生的持续高温电离气体会引发故障电弧周围组件的燃烧，进一步引发火灾，造成光伏发电系统工作效率下降，带来人身和财产安全威胁。

现有的故障电弧检测方法包括有时域和频域检测法。然而，由于光伏系统在启动，功率变化的过程中，短周期内的电流变化和发生故障电弧时的特点类似，容易将短期的电流波动误判为故障电弧，导致断路器误动率高的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种光伏系统故障电弧识别方法及装置，用于解决现有的故障电弧检测方法在光伏系统在启动，功率变化的过程中容易将短期的电流波动误判为故障电弧，导致断路器误动率高的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种光伏系统故障电弧识别方法，包括：

S1：对直流源输出的电流信号进行采样，获取电流采样信号，并通过时间窗截取方式对所述电流采样信号进行截取，得到第一电流信号；

S2：对所述第一电流信号进行预处理，得到第二电流信号，其中，所述预处理包括：高频信号滤除和直流分量滤除；

S3：根据预置的突变阈值与所述第二电流信号的比对结果，判断所述第二电流信号是否存在突变点，若是，则执行步骤S4，若否，则按照预置的时间步长移动时间窗，并更新所述第一电流信号，然后返回步骤S2；

S4：从当前的所述时间窗开始，构建连续时间窗，从所述电流采样信号中提取出所述连续时间窗内的电流信号，得到第三电流信号，其中，所述连续时间窗由90至110个所述时间窗构成；

S5：对所述第三电流信号进行PWV变换和时域积分，得到15个特征频率分量；

S6：根据各个所述特征频率分量，分别判断所述连续时间窗中各个时间窗内的电流信号是否存在故障电弧，并统计故障电弧的时间窗数量，若所述存在故障电弧的时间窗数量大于预置的故障时间窗数量阈值，则输出电弧故障信号。

优选地，所述步骤S6具体包括：

S61：以各个所述特征频率分量作为判断的指标，对所述连续时间窗中各个所述时间窗内的电流信号进行比较并统计越限指标的数量，若所述越限指标的数量大于越限指标阈值，则判定当前的所述时间窗内存在故障电弧；

S62：判断所述连续时间窗内的时间窗是否全部完成比对，若是，则执行步骤S63，若否，则返回步骤S61；

S63：统计存在故障电弧的时间窗数量，若所述时间窗数量大于预置的故障时间窗数量阈值，则输出电弧故障信号，若所述时间窗数量小于预置的故障时间窗数量阈值，则输出电弧正常信号。

优选地，所述步骤S2具体包括：

S21：通过形态滤波方式对所述第一电流信号进行高频信号滤除，得到电流降噪信号；

S22：通过平均电流差分法，对所述电流降噪信号进行直流电流分量滤除，得到第二电流信号。

优选地，所述步骤S5具体包括：