一种直流系统的直流电弧检测方法技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种直流系统的直流电弧检测方法
本专利技术属于直流能量传输
，具体涉及一种直流系统的直流电弧检测方法。
技术介绍
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的中国专利技术专利，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。
技术实现思路
>本专利技术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。本专利技术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。进一步的，所述步骤3)中的第一电压差限值与步骤4)中的第二电压差限值相同或者不同。也就是这两个限值的大小设置可以不严格相等，接近即可。进一步的，为了实现电源侧和负载侧的电压稳定性的判断，步骤2)中判断电源侧和负载侧的电压稳定性的步骤包括：计算相邻两次电源侧的直流电压采样差值ΔU1，比较该差值ΔU1是否小于一个设定的电压波动限值Ulim1，若小于，即ΔU1<Ulim1，则判定为电源侧的电压稳定；计算相邻两次负载侧的直流电压采样差值ΔU2，比较该差值ΔU2是否小于电压波动限值Ulim1，即ΔU2<Ulim1，则判定为负载侧的直流电压稳定。作为其他实施方式，为了进一步提高电压稳定性判断的可靠性，步骤2)中判断电源侧和负载侧的电压稳定性的步骤包括：对连续相邻两次电源侧的直流电压采样差值ΔU1进行N次判断，N≥2，若均判断为直流电压采样差值ΔU1小于电压波动限值Ulim1，则判定电源侧的直流电压稳定；对连续相邻两次负载侧的直流电压采样差值ΔU2进行N次判断，N≥2，若均判断为直流电压采样差值ΔU2小于电压波动限值Ulim1，则判定负载侧的直流电压稳定。进一步的，步骤3)中判定直流系统中存在直流电弧后，设置电弧标志位，根据该电弧标志位，关闭电源或者关闭负载，以降低直流系统中的直流电流至零。附图说明图1是本专利技术实施例1中应用直流电弧检测方法的直流系统示意图；图2是本专利技术实施例1中的直流电弧检测方法流程图；图3是本专利技术实施例2中的主机和从机之间的5G通信连接关系图；图4是本专利技术实施例2中的主机在直流电弧检测方法中的流程图；图5是本专利技术实施例2中的从机在直流电弧检测方法中的流程图；图6是本专利技术实施例2中的主机在直流电弧的确认检测中的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。实施例1：本实施例提出了一种直流系统的直流电弧检测方法，该方法的应用对象如图1所示的直流系统，包括直流电源和负载，直流电源通过正负极直流母线供电连接负载，检测装置分别通信连接直流电源侧和负载侧的直流电压采样模块，通信方式为5G通信，该检测装置是基于该5G通信进行的直流电弧的实时性检测，该检测装置实现的直流电弧检测方法流程如图2所示，包括以下步骤：步骤一，利用5G通信方式，与直流电源侧的直流电压采样模块实时通信，与负载侧的直流电压采样模块实时通信，分别获取直流电源侧的直流电压，负载侧的直流电压。步骤二，判断直流系统上的直流电压是否稳定，涉及上面两种电压的稳定性判断，判断方法为：在某一时刻，若直流电源侧的直流电压稳定，且负载侧的直流电压稳定，则认为直流系统上的直流电压稳定。关于直流电源侧和负载侧的直流电压是否稳定的判断方法，以判断直流电源侧的直流电压为例，一种具体的判断方法为，计算相邻两次直流电源侧的直流电压采样差值ΔU1，比较该差值ΔU1是否小于一个设定的电压波动限值Ulim1，若小于，即ΔU1<Ulim1，则判定为该直流电源侧的直流电压是稳定的。负载侧的直流电压的稳定性判断方法，与上述方法类似，若相邻两次负载侧的直流电压采样差值ΔU2小于电压波动限值Ulim1，即ΔU2<Ulim1，则判定为负载侧的直流电压稳定。作为其他实施方式，为了防止电压稳定性的误判，还可以对连续相邻两次直流电源侧的直流电压采样差值ΔU1进行多次(两次及两次以上)判断，若均判断为小于电压波动限值Ulim1，则判定该直流电压是稳定的，以提高稳定性判断的准确性。同理，也可以采用上述方法对负载侧的直流电压进行稳定性判断，此处不再赘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流系统的直流电弧检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)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；/n2)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；/n3)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第一电压差限值时，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；/n4)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。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流系统的直流电弧检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
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第一电压差限值时，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。


2.根据权利要求1所述的直流系统的直流电弧检测方法，其特征在于，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。


3.根据权利要求1所述的直流系统的直流电弧检测方法，其特征在于，所述步骤3)中的第一电压差限值与步骤4)中的第二电压差限值相同或者不同。


4.根据权利要求1或2所述的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：王攀攀，杨迪，李彩生，庞浩，贾耀云，
申请(专利权)人：许昌智普新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41