一种光伏直流电弧故障识别装置、识别方法及光伏系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种光伏直流电弧故障识别装置、识别方法及光伏系统，识别装置包括：差分电流检测模块，其采用差分检测方法采集光伏阵列的输出侧与逆变器的输入侧之间支路上的电流信号；信号处理模块，包括带通滤波电路、对数检波单元和放大电路，对数检波单元对滤波后的电流信号进行对数化处理，放大电路被配置为对对数检波单元输出的信号作放大处理；故障处理单元对信号处理模块输出的待检信号进行分析，并根据与逆变器通信获取其当前工作状态，以在待检信号中减去逆变器干扰信号，再判定电弧故障。本发明专利技术利用对数检波单元进行高频信号采集，宽频带信号测量范围涵盖直流电弧全景特征，在经济性好的前提下提高电弧故障检测结果的准确性。的准确性。的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种光伏直流电弧故障识别装置、识别方法及光伏系统


[0001]本专利技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种光伏直流电弧故障识别装置、识别方法及光伏系统。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的快速发展，光伏系统得到越来越广泛的应用，但由于太阳能光伏板老化等原因，其内部易产生直流电弧故障从而引起火灾，对群众生命财产安全构成威胁，因此，对直流电弧的检测很有必要。直流电弧的电特性包括电流和电压等，但由于电弧发生位置具有随机性，很难利用传感器采集电弧的电压信号，这就对电弧电压数据的采集造成了困难，因此通常做法多是采集直流电弧电流数据进行处理和分析。
[0003]现有直流电弧电流检测技术的采样频率多为300kHz及以下，即只分析电弧信号低频部分而舍弃对高频部分的分析，使直流电弧的检测具有一定的局限性。比如使用PCI数据采集卡对电流信号进行检测与分析，设置PCI数据采集卡的采样频率为10kHz；或者有的方法是电弧检测部分由硬件滤波电路、ADC采样以及DSP数字处理部分组成，硬件滤波电路滤除20kHz以下信号以减少逆变器噪声的干扰，使用SM73201采样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，其包括差分电流检测模块、信号处理模块和故障处理单元，其中，所述差分电流检测模块被配置为采用差分检测方法采集光伏阵列的输出侧与逆变器的输入侧之间支路上的电流信号；所述信号处理模块被配置为对所述差分电流检测模块采集的电流信号进行处理，以得到待检信号，所述信号处理模块包括带通滤波电路和放大模块，其中，所述带通滤波电路被配置为对所述差分电流检测模块采集的电流信号进行滤波，所述放大模块包括对数检波单元和放大电路，所述对数检波单元被配置为对滤波后的电流信号进行对数化处理，所述放大电路被配置为对所述对数检波单元输出的信号作放大处理；所述故障处理单元被配置为对所述信号处理模块输出的待检信号进行分析，若判定存在电弧故障，则向所述逆变器发送控制指令，所述控制指令被配置为使逆变器的并网电路断开。2.根据权利要求1所述的光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，所述放大模块还包括A/D转换模块，其被配置为对滤波后的电流信号和/或所述放大电路输出的电流信号进行处理。3.根据权利要求2所述的光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，所述A/D转换模块的输入端连接有一路或多路开关，所述放大模块还包括控制单元，其被配置为通过以下方式控制所述A/D转换模块输入端的一路或多路开关导通或者关断：若所述放大电路输出的电流信号幅值介于预设的第一阈值与第二阈值之间，其中，所述第一阈值高于第二阈值，则所述控制单元控制所述A/D转换模块输入端的一路或多路开关中的相应开关导通；若所述放大电路输出的电流信号幅值高于所述第一阈值或低于第二阈值，则所述控制单元控制所述A/D转换模块输入端的一路或多路开关关断。4.根据权利要求1所述的光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，所述对数检波单元的输入端连接有多路开关，所述多路开关与所述光伏阵列的多个光伏面板组串相适配。5.根据权利要求1所述的光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，所述故障处理单元与所述逆变器双向通信，在所述故障处理单元对电弧故障判定之前，所述故障处理单元向所述逆变器获取其当前工作状态，以匹配逆变器当前工作状态对应的预设定的干扰信号；所述故障处理单元从所述信号处理模块输出的待检信号中去除与所述逆变器当前工作状态相匹配的干扰信号后，再判断是否存在电弧故障。6.根据权利要求5所述的光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，所述故障处理单元对所述信号处理模块输出的待检信号进行分析的步骤包括：S1、所述故障处理单元接收所述信号处理模块输出的待检信号；S2、判断所述待检信号的采样时间是否达到预设的时间窗阈值，若是，则执行S3
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S7；否则返回执行S1
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S2；S3、将所述待检信号处理成一维电流数据；S4、查询逆变器当前工作状态，并从所述一维电流数据中去除与所述逆变器当前工作状态相匹配的干扰信号；S5、对去除干扰信号后的电流数据提取特征值，并对提取到的特征数据进行归一化处理；
S6、将归一化处理后的数据输入预训练的一维卷积神经网络的电弧检测模型，得到当前时间窗对应的检测结果，若检测结果为电弧故障，则对标志位值执行自增算法并更新存储自增后的标志位值，否则对标志位值执行自减算法并更新存储自减后的标志位值；S7、判断当前标志位值是否达到预设的标志位阈值，若是，则执行S8，否则将采样时间重置为0后返回执行S1
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S2；S8、所述故障处理单元向所述逆变器发送控制指令，所述控制指令被配置为使逆变器的并网电路断开。7.根据权利要求1所述的光伏直流电弧故障识别装置，其特征在于，所述差分电流检测模块包括电流互感器，从所述光伏阵列接出正负母线，所述正负母线均穿过该电流互感器；或者，所述差分电流检测模块包括第一电流互感器、第二电流互感器和作差模块，从所述光伏阵列接出正负母线，其中，正母线穿过第一电流互感器后接入作差模块的一端，负母线穿过第二电流互感器后接入作差模块的另一端。8.根据权利要求1所述的光伏直流电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王尧，邢云琪，白翠艳，宁增琨，向军，
申请(专利权)人：固德威技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：