[发明专利]一种直流系统的直流电弧检测方法

说明书

本发明涉及一种直流系统的直流电弧检测方法，属于直流能量传输技术领域，该方法利用5G通信的实时性，能够实时的检测电源端与负载端之间的电压差，根据电压差判断是否存在直流电弧，若存在，则进行降低电流至零的灭弧操作；风险消除后，为避免误判电弧，暂时不上报故障，过一段时间后进行确认，控制电源输出一个电源电压，再次检测并判断电源端和负载端之间的压差，根据该压差确认直流系统是否发生拉弧。本发明的直流电弧检测方法，原理简单，降低了检测复杂程度；同时，能够降低直流电弧的误判概率，避免直流电弧的漏检。

技术领域

本发明属于直流能量传输技术领域，具体涉及一种直流系统的直流电弧检测方法。

背景技术

在新能源发电、动力电池充放电、分布式光伏发电以及储能、UPS备用电源等直流能量传输领域，均广泛采用直流电流进行能量传输，在对直流电流进行大功率能量传输的时候，传输线缆和中间连接器都会流经非常大的电流，如果线缆破损或者连接器接触不良，就可能引起直流电弧，直流电弧很容易持续燃烧，持续燃烧必然导致设备损坏，且容易引起火灾。

当前直流电弧的检测主要是通过检测直流电流的频谱，预先设定一些条件，一旦检测到直流电流的频谱满足预先设定的条件，就认为发生了直流电弧。例如，公告号为CN107994866B的中国发明专利，提出了一种直流电弧故障检测的方法，在预先采集的光伏系统的电流信号内，选取第一预设个数的连续采样点进行快速傅里叶分析，以便得到所述连续采样点的频谱幅值的平方；提取预选频段内的快速傅里叶分析结果，并将所述预选频段划分为第二预设个数的子频段，求取各子频段内所有连续采样点的频谱幅值的平方和作为所述各子频段的频谱能量；根据各子频段的预设权重系数以及所述频谱能量，求取加权频谱能量；根据所述加权频谱能量以及预设频谱能量阈值的比较结果，判断所述光伏系统是否产生直流。

上述方法的缺点在于：此方法一方面受到周围环境的影响，当外围设备发射的传导电流噪声跟预设条件类似时，很容易导致误判；另一方面，由于直流电弧的频谱异常复杂繁多，预设的条件很难覆盖所有的直流电弧，存在漏检的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流系统的直流电弧检测方法，用于解决现有的直流电弧检测方法复杂且容易误判和漏判的问题。

基于上述目的，一种直流系统的直流电弧检测方法的技术方案如下：

1)实时获取直流系统中电源侧的直流电压和负载侧的直流电压，获取电源侧的直流电压和/或负载侧的直流电压的方式为5G通信方式；

2)根据所述电源侧的直流电压的变化情况判断电源侧的电压稳定性，根据所述负载侧的直流电压的变化情况判断负载侧的电压稳定性；

3)当电源侧的直流电压和负载侧的直流电压均稳定时，计算电源侧和负载侧间的直流电压差，当该直流电压差大于设定的电压差限值时，判定直流系统中存在直流电弧，控制直流系统中的直流电流降低至零；

4)直流系统中的直流电流降低至零后，控制直流系统中的电源输出设定的电源电压，按照步骤1)、步骤2)和步骤3)中的内容进行再次判断，若电源侧和负载侧间的直流电压差大于设定的第二电压差限值，则判定直流系统中发生拉弧故障。

上述两个技术方案的有益效果是：

利用5G通信的实时性，能够实时的检测电源端与负载端之间的电压差，根据电压差判断是否存在直流电弧，若存在，则进行降电流至零的操作，风险消除后，为避免误判电弧，暂时不上报故障；过一段时间后进行判断确认，控制电源输出一个电源电压，再次检测并判断电源端和负载端之间的压差，根据该压差确认直流系统是否发生拉弧。本发明的直流电弧检测方法，原理简单，降低了检测复杂程度；同时，能够降低直流电弧的误判概率，避免直流电弧的漏检。

进一步的，所述电源电压的电压值与步骤2)中电源侧稳定的直流电压值不同，即控制电源输出一个与之前电压值大小不同的电压，再判断是否发生拉弧，以提高判断的可靠性。