[发明专利]用于光伏领域的故障电弧检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种故障电弧检测方法，用于检测直流线路是否存在着故障电弧，其中光伏组件通过所述直流线路向逆变器供电，其特征在于：

侦测所述直流线路中的电流的高频分量：

定义多个时段，每个时段内均对所述高频分量进行多次采样以获得一组采样数据；

在多个时段中，任意相邻的两个时段之间预留有一段间隙时间；

从而多个时段分别对应着多组采样数据；

将每个时段内的一组采样数据执行快速傅立叶变换，以得到每个时段的频谱数据；

在任意相邻的两个时段中，将后一个时段所对应的后一组频谱数据和前一个时段所对应的前一组频谱数据实施相似度计算，得到相似度值；

如果相似度值不在预定的阈值范围内，则判断所述直流线路存在故障电弧；检测到相似度值不在预定的阈值范围内时将逆变器执行最大功率点追踪而周期性地调节逆变器的输入电流大小、输入电压大小的周期值予以调大，若故障电弧是真实的直流故障电弧则周期值予以调大后相似度值仍然不在预定的阈值范围内，反之若故障电弧不是真实的直流故障电弧则相似度值恢复到位于预定的阈值范围内；

相似度值具有最小值和最大值，该最大值减去该最小值等于极差；

要求阈值范围的上限值等于该最大值；

要求阈值范围的上限值与下限值之差不超过所述极差的三分之一。

2.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：

在将相似度值与预定的阈值范围进行比较之前，通过低通滤波的方式，先将非故障电弧引起的相似度值不在阈值范围的情况过滤掉。

3.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：

利用高频电流传感器或罗氏线圈传感器来测量电流的高频分量。

4.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：

所述高频分量经过滤波和放大后再采样，并执行模数转换以获得数字化的采样数据。

5.根据权利要求1所述的故障电弧检测方法，其特征在于：

每个时段的频谱数据包括了频域上所分布的各个频率分量以及各个频率分量各自所对应的幅值。

6.根据权利要求2所述的故障电弧检测方法，其特征在于：

非故障电弧引起的相似度值不在阈值范围的情况至少包括逆变器的干扰。

7.一种故障电弧检测系统，检测直流线路是否存在故障电弧，其中光伏组件通过所述直流线路向逆变器供电，其特征在于，包括：

电流检测模块，用于侦测所述直流线路中的电流的高频分量；

电流处理模块，通过滤波和放大的方式获得所述的高频分量；

电弧计算模块，对所述高频分量进行频谱稳定性分析，计算出是否存在故障电弧；

频谱稳定性分析包括：

定义多个时段，所述的高频分量在每个时段内经由多次采样后获得一组采样数据；

在多个时段中，任意相邻的两个时段之间预留有一段间隙时间；

从而多个时段分别对应着多组采样数据；

将每个时段内的一组采样数据执行快速傅立叶变换，以得到每个时段的频谱数据；

将任意相邻的两个时段对应的两组频谱数据实施相似度计算，获得一个相似度值；

藉此由多个时段所对应的多组频谱数据计算出多个相似度值；

如果出现了数个相似度值连续不在预定的阈值范围内的情况，则判断所述直流线路存在着故障电弧；检测到相似度值不在预定的阈值范围内时将逆变器执行最大功率点追踪而周期性地调节逆变器的输入电流大小、输入电压大小的周期值予以调大，若故障电弧是真实的直流故障电弧则周期值予以调大后相似度值仍然不在预定的阈值范围内，反之若故障电弧不是真实的直流故障电弧则相似度值恢复到位于预定的阈值范围内；

相似度值具有最小值和最大值，该最大值减去该最小值等于极差；

要求阈值范围的上限值等于该最大值；

要求阈值范围的上限值与下限值之差不超过所述极差的三分之一。

8.根据权利要求7所述的故障电弧检测系统，其特征在于：

所述电流检测模块包括高频电流传感器或者罗氏线圈传感器。