[发明专利]基于自适应核函数和瞬时频率估计的光伏系统故障电弧检测方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应核函数和瞬时频率估计的光伏系统故障电弧检测方法：以TNCT长度的时间窗采集信号xt，经过非线性调频小波变换得到xt的迭代时频图，基于所选迭代时频图内的频率分量构造特征量，用以判断频谱能量增大的时刻；在发现存在能量增大的突变点后，经过自适应最优核时频分布得到xt在时频域内对应的矩阵分布形式，对该矩阵按时间维度求平方和得列向量，选定多个频段，对每个频段进行频率维度的积分运算，得到多个特征值输入至训练好的朴素贝叶斯模型，判断当前时段内的光伏系统状态。本发明通过多个有效的时频特征准确辨识光伏系统内故障电弧的同时还能确保多种类弧工况下不误动，使光伏系统安全稳定运行。

主权项

1.一种基于自适应核函数和瞬时频率估计的光伏系统故障电弧检测方法，其特征在于：该光伏系统故障电弧检测方法包括以下步骤：1)对光伏系统内的电流信号，以TNCT为时间窗长度进行逐点采样，得到检测信号xt，转至步骤2)；2)对检测信号xt作非线性调频小波变换，得到检测信号xt多次迭代的复数时频矩阵，通过选定u个迭代复数时频矩阵，以及对选定的迭代复数时频矩阵中指定频率分量处元素的模进行频率维度的平方和运算，构造n个特征量NCi(t)，i＝1,2,3…,n，并形成n×TNCT的二维矩阵M，将M沿时间维度求取后一时刻相对前一时刻的特征量变化，并与阈值列向量Y进行相应元素比较，若该时间窗内某采样时刻对应的特征量变化的值大于相应阈值的个数超过m个，则判断该时间窗的电流信号存在频谱能量增大，将检测信号xt等分为y个时段，转至步骤3)；否则，判断该采样时刻光伏系统处于正常工作状态，继续进行下一采样时刻的对应特征量变化的比较，直至该时间窗的检测信号均为光伏系统正常工作状态时，返回步骤1)进行下一时间窗的检测信号采集；3)从频谱能量增大的下一时段开始作自适应最优核时频分布，得到在时频域内对应的复数时频矩阵，选定频率维度上r个频段，对相应元素的实部进行时间维度的平方和运算得相应列向量，然后对选定的每个频段进行频率维度的积分运算，构造得到r个特征量作为输入向量，转至步骤4)；4)利用训练好的朴素贝叶斯模型及对应的r个特征量的值对该输入向量进行状态分类，若输出值为0，则判定该时段呈现故障电弧状态，转至步骤5)；若输出值为1，则判定是类弧干扰，清零计数变量，返回步骤1)进行下一时间窗的检测信号采集；5)对经所述朴素贝叶斯模型进行状态分类所得的输出值为0的时段个数利用计数变量进行计数，当输出值为0的时段个数达到p个时，则判断光伏系统发生故障电弧，发出电路开断的控制信号以熄灭故障电弧，否则继续按照步骤3)进行下一时段的检测信号分析。