[发明专利]光伏系统直流故障电弧检测方法

摘要

本发明提供了光伏系统直流故障电弧检测方法，通过采样光伏系统正常情况下直流母线电流信号，通过db4小波5分解得到近似系数a5和细节系数d5、d4、d3、d2、d1，再分别对这些小波系数进行奇异值分解(SVD)，通过奇异值差分谱得到逆变器噪声大小，去除之后对剩余的奇异值进行重构，得到降噪后的小波系数，然后利用这些系数进行小波重构得到降噪后的正常电流；之后，采集光伏系统直流母线电流信号，通过db4小波5分解得到近似系数a5′和细节系数d5′、d4′、d3′、d2′、d1′，再分别对这些小波系数进行奇异值分解(SVD)，参照正常电流中逆变器噪声在奇异值谱中的位置进行去除，然后对剩余的奇异值进行重构，得到降噪后的小波系数，然后利用这些系数进行小波重构得到降噪后的母线电流，通过阈值法计算该母线电流和降噪的正常电流的差值，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。

主权项

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＝{σk，k＝1，2，L，q}，q＝512；步骤(4)利用bk＝σk‑σk+1，k＝1，2，L，q‑1处理小波系数的奇异值谱，bk构成的序列B＝(b1，b2，L，bq‑1)为奇异值的差分谱；步骤(5)确定每个差分谱bk＞0.1的个数m，将奇异值谱P中前m个奇异值(σ1，σ2，L，σm)置零，构成非电弧时的奇异值序列C＝(c1，c2，L，cq)；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′＝{σk′，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，eq)；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，gq)，gk＝ek‑ck，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。