光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法、装置及系统，检测到组串电流符合第一电弧特征之后，控制系统产生扰动电流；然后，继续检测该扰动电流是否符合第二电弧特征，如果符合第二电弧特征，则确定确实存在直流电弧故障。其中，第二电弧特征是产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征。通过第一电弧特征初步检测出组串电流出现异常的情况，然后，通过第二电弧特征进一步确定出真正存在直流电弧故障的情况，通过多重电弧特征筛选出真正存在直流电弧故障的情况，因此，提高了直流电弧故障检测结果的准确率。

DC arc fault detection method, device and system for photovoltaic Inverters

The invention provides a DC arc fault detection method, device and system of a photovoltaic inverter system. After detecting that the series current conforms to the characteristics of the first arc, the control system generates disturbance current; then, it continues to detect whether the disturbance current conforms to the characteristics of the second arc, and if it conforms to the characteristics of the second arc, it determines that there is indeed a DC arc fault. The second arc feature is the difference between the current of photovoltaic system with DC arc fault and that of photovoltaic system without DC arc fault. Through the first arc feature, the abnormal situation of series current is detected preliminarily. Then, the real situation of DC arc fault is further determined by the second arc feature, and the real situation of DC arc fault is screened out by multiple arc features. Therefore, the accuracy of DC arc fault detection results is improved.

【技术实现步骤摘要】
光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法、装置及系统
本专利技术属于光伏发电
，尤其涉及光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法、装置及系统。
技术介绍
随着光伏产业的不断发展，光伏系统的安全问题备受关注。直流电弧故障是指光伏系统中的直流侧线路中产生的电弧故障。根据电弧发生的位置，直流电弧故障类型主要包括串联电弧故障和并联电弧故障。其中，串联电弧故障更为常见，串联电弧的能量大，对线路和设备危害极大，且易引发火灾事故，因此串联型故障问题尤为突出。传统的直流电弧故障检测方法通常是根据直流电流在时域或频域上的一些突变特征来判断。但在光伏系统中，光伏逆变器内部包含大量的电力电子开关器件，光伏系统正常运行时产生的噪声会对直流电流造成干扰，导致直流电流电弧检测结果准确率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法、装置及系统，以解决传统的直流电弧故障检测方法准确率低的技术问题。其具体的技术方案包括：第一方面，本专利技术提供了一种光伏系统的直流电弧故障检测方法，包括：采集光伏系统中光伏组串的组串电流；当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，所述第一电弧特征包括发生直流电弧故障时，电流在时域和/或频域所表现出的特性；当检测到所述扰动电流符合第二电弧特征时，确定存在直流电弧故障，所述第二电弧特征包括产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征。可选地，所述光伏系统中包括一个或至少两个光伏组串；所述当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，包括：当检测到任意一个光伏组串的组串电流符合所述第一电弧特征后，控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值，该第一电流预设值大于或等于0；当该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值后，控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流上升，采集该光伏组串的组串电流得到所述扰动电流。可选地，所述控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值，包括：停止向所述光伏系统中逆变模块传输驱动信号，以使该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值。可选地，所述控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流上升，包括：向所述光伏系统中逆变模块传输该逆变模块正常运行所需的驱动信号。可选地，所述光伏系统中包括直流升压电路；所述控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流上升，包括：控制所述直流升压电路内的开关管闭合，以使所述直流升压电路处于短路状态。可选地，检测所述扰动电流符合第二电弧特征的过程，包括：判断所述扰动电流是否小于或等于第二电流预设值，若所述扰动电流小于或等于所述第二电流预设值，则确定所述扰动电流符合所述第二电弧特征；若所述扰动电流大于所述第二电流预设值，则确定所述扰动电流不符合所述第二电弧特征，其中，所述第二电流预设值为0。可选地，所述光伏系统包括至少两个光伏组串；所述当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，包括：控制所述光伏系统中光伏组串的输入电压升高，直到所述输入电压达到不大于所述光伏组串的开路电压的电压预设范围内，以使所述至少两个光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值；当任意一个光伏组串的组串电流减小至0时，采集任意一个其它光伏组串的组串电流，得到所述扰动电流。可选地，检测到所述扰动电流符合第二电弧特征的过程，包括：判断所述扰动电流是否大于第三电流预设值，若大于该第三电流预设值，则确定所述扰动电流符合所述第二电弧特征；若小于或等于所述第三电流预设值，则确定所述扰动电流不符合所述第二电弧特征，所述第三电流预设值大于0。第二方面，本专利技术还提供了一种光伏系统的直流电弧故障检测装置，包括：采集模块，用于采集光伏系统中光伏组串的组串电流；扰动控制模块，用于当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，所述第一电弧特征包括发生直流电弧故障时，电流在时域和/或频域所表现出的特性；检测模块，用于当检测到所述扰动电流符合第二电弧特征时，确定存在直流电弧故障，所述第二电弧特征包括产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征。第三方面，本专利技术还提供了一种光伏系统的直流电弧故障检测系统，包括：组串电流检测模块、电弧检测模块和控制器；所述组串电流检测模块，用于采集光伏系统中光伏组串的直流电流并传输至所述控制器；所述电弧检测模块，用于采集所述光伏组串的交流分量电流并传输至所述控制器；所述控制器，用于当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，所述第一电弧特征包括发生直流电弧故障时，电流在时域和/或频域所表现出的特性；当检测到所述扰动电流符合第二电弧特征时，确定存在直流电弧故障，所述第二电弧特征包括产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征。本专利技术提供的光伏系统的直流电弧故障检测方法，检测到组串电流符合第一电弧特征之后，控制系统产生扰动电流；然后，继续检测该扰动电流是否符合第二电弧特征，如果符合第二电弧特征，则确定确实存在直流电弧故障。其中，第二电弧特征包括产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征该方法通过第一电弧特征初步检测出组串电流出现异常的情况，然后，通过第二电弧特征进一步确定出真正存在直流电弧故障的情况，通过多重特征筛选出真正存在直流电弧故障的情况，因此，提高了直流电弧故障检测结果的准确率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种光伏逆变系统的直流电弧故障检测系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的一种光伏逆变系统的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法的流程图；图5是本专利技术实施例提供的又一种光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法的流程图；图6是本专利技术实施例提供的另一种光伏逆变系统的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的再一种光伏逆变系统的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的再一种光伏逆变系统的直流电弧故障检测方法的流程图；图9是光伏组串的P-V特性曲线示意图；图10是本专利技术实施例提供的一种光伏系统的直流电弧故障检测装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，示出了本专利技术实施例提供的一种光伏逆变系统的直流电弧故障检测系统的结构示意图，如图1所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏系统的直流电弧故障检测方法，其特征在于，包括：采集光伏系统中光伏组串的组串电流；当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，所述第一电弧特征包括发生直流电弧故障时电流在时域和/或频域所表现出的特性；当检测到所述扰动电流符合第二电弧特征时，确定存在直流电弧故障，所述第二电弧特征包括产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征。

【技术特征摘要】
1.一种光伏系统的直流电弧故障检测方法，其特征在于，包括：采集光伏系统中光伏组串的组串电流；当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，所述第一电弧特征包括发生直流电弧故障时电流在时域和/或频域所表现出的特性；当检测到所述扰动电流符合第二电弧特征时，确定存在直流电弧故障，所述第二电弧特征包括产生扰动电流过程中存在直流电弧故障的光伏系统与不存在直流电弧故障的光伏系统的电流之间的差异特征。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光伏系统中包括一个或至少两个光伏组串；所述当检测到所述组串电流符合第一电弧特征后，控制所述光伏系统产生扰动电流，包括：当检测到任意一个光伏组串的组串电流符合所述第一电弧特征后，控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值，该第一电流预设值大于或等于0；当该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值后，控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流上升，采集该光伏组串的组串电流得到所述扰动电流。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值，包括：停止向所述光伏系统中逆变模块传输驱动信号，以使该光伏组串的组串电流降至小于或等于第一电流预设值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流上升，包括：向所述光伏系统中逆变模块传输该逆变模块正常运行所需的驱动信号。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光伏系统中包括直流升压电路；所述控制所述光伏系统以使该光伏组串的组串电流上升，包括：控制所述直流升压电路内的开关管闭合，以使所述直流升压电路处于短路状态。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，检测所述扰动电流符合第二电弧特征的过程，包括：判断所述扰动电流是否小于或等于第二电流预设值，若所述扰动电流小于或等于所述第二电流预设值，则确定所述扰动电流符合所述第二电弧特征；若所述扰动电流大于所述第二电流预设值，则确定所述扰动电流不符合所述第二电弧特征，其中，所述第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹亮，邢军，汪晶晶，薛丽英，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34