一种光伏系统直流故障电弧的检测方法、装置及光伏系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光伏系统直流故障电弧的检测方法、装置及光伏系统。本发明专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，包括：获取光伏系统直流侧的PV电流和PV瞬时功率；当所述PV电流的变化率大于预设电流阈值时，确定所述PV电流的电流突变等级；当所述PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，确定所述PV瞬时功率的功率突变等级；若所述PV电流的变化率大于所述预设电流阈值且所述PV瞬时功率的变化率大于所述预设功率阈值，根据所述电流突变等级和所述功率突变等级确定故障电弧等级，根据所述故障电弧等级进行对应的灭弧判断，根据灭弧判断结果判断是否发生故障电弧。提高电弧检测的准确度，简单可靠、准确度高且成本较低。准确度高且成本较低。准确度高且成本较低。

A detection method, device and photovoltaic system of DC fault arc in photovoltaic system

【技术实现步骤摘要】
一种光伏系统直流故障电弧的检测方法、装置及光伏系统


[0001]本专利技术涉及电力电子控制
，具体而言，涉及一种光伏系统直流故障电弧的检测方法、装置及光伏系统。

技术介绍

[0002]随着光伏发电技术在国内的普遍应用，光伏系统的安全问题也备受关注。例如电弧故障引发的电击和火灾风险：由于阳光持续照射而使光伏系统回路中的电弧不断吸收能量，如果不及时熄灭电弧，将会导致电弧燃烧演变为线路火灾，持续的火焰高温将严重损毁光伏组件、汇流箱和电线等。
[0003]现有电弧检测方法例如快速傅里叶变换通过频谱分析来判断是否有故障电弧发生，算法复杂且依赖电弧质量，容易导致出现检测误差。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是如何提高电弧检测的准确度。
[0005]为解决上述问题，本专利技术提供一种光伏系统直流故障电弧的检测方法，包括：获取光伏系统直流侧的PV电流和PV瞬时功率；当所述PV电流的变化率大于预设电流阈值时，确定所述PV电流的电流突变等级；当所述PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，确定所述PV瞬时功率的功率突变等级；若所述PV电流的变化率大于所述预设电流阈值且所述PV瞬时功率的变化率大于所述预设功率阈值，根据所述电流突变等级和所述功率突变等级确定故障电弧等级，根据所述故障电弧等级进行对应的灭弧判断，根据灭弧判断结果判断是否发生故障电弧。
[0006]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，当PV电流的变化率大于预设电流阈值且PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，根据电流突变等级和功率突变等级确定故障电弧等级，根据故障电弧等级进行对应的灭弧判断，从而提高电弧检测的准确度，相对于FFT算法的复杂度以及检测结果依赖于电弧质量而言，本方案更加简单可靠、准确度高，而且不需要高速电流采样CT和高速ADC采样芯片，成本较低。
[0007]可选地，所述预设电流阈值为0.1A/5ms，所述当所述PV电流的变化率大于预设电流阈值时，确定所述PV电流的电流突变等级包括：当所述PV电流的变化率大于0.1A/5ms且小于0.2A/5ms时，确定所述电流突变等级为一级；当所述PV电流的变化率大于0.2A/5ms且小于0.3A/5ms时，确定所述电流突变等级为二级；当所述PV电流的变化率大于0.3A/5ms时，确定所述电流突变等级为三级。
[0008]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，通过划分电流突变等级，有利于确定准确的故障电弧等级，从而提高电弧检测的准确度。
[0009]可选地，所述预设功率阈值为60w/5ms，所述当所述PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，确定所述PV瞬时功率的功率突变等级包括：当所述PV瞬时功率的变化率大于60w/5ms且小于80w/5ms时，确定所述功率突变等级为一级；当所述PV瞬时功率的变化率大
于80w/5ms且小于100w/5ms时，确定所述功率突变等级为二级；当所述PV瞬时功率的变化率大于100w/5ms且小于200w/5ms时，确定所述功率突变等级为三级。
[0010]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，通过划分功率突变等级，有利于确定准确的故障电弧等级，从而提高电弧检测的准确度。
[0011]可选地，所述根据所述电流突变等级和所述功率突变等级确定故障电弧等级包括：若所述电流突变等级为一级且所述功率突变等级为一级，则确定所述故障电弧等级为一级；若所述电流突变等级为一级且所述功率突变等级为二级，则确定所述故障电弧等级为二级；若所述电流突变等级为一级且所述功率突变等级为三级，则确定所述故障电弧等级为三级；若所述电流突变等级为二级且所述功率突变等级为一级，则确定所述故障电弧等级为二级；若所述电流突变等级为二级且所述功率突变等级为二级，则确定所述故障电弧等级为三级；若所述电流突变等级为二级且所述功率突变等级为三级，则确定所述故障电弧等级为四级；若所述电流突变等级为三级且所述功率突变等级为一级，则确定所述故障电弧等级为三级；若所述电流突变等级为三级且所述功率突变等级为二级，则确定所述故障电弧等级为四级；若所述电流突变等级为三级且所述功率突变等级为三级，则确定所述故障电弧等级为五级。
[0012]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，根据电流突变等级和功率突变等级确定不同的故障电弧等级，从而提高电弧检测的准确度。
[0013]可选地，所述根据所述故障电弧等级进行对应的灭弧判断包括：当所述故障电弧等级为一级时，将直流功率限载至零，持续2s后恢复正常；当所述故障电弧等级为二级时，将直流功率限载至零，持续3s后恢复正常；当所述故障电弧等级为三级时，将直流功率限载至零，持续4s后恢复正常；当所述故障电弧等级为四级时，将直流功率限载至零，持续5s后恢复正常；当所述故障电弧等级为五级时，将直流功率限载至零，持续6s后恢复正常。
[0014]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，通过设置不同故障电弧等级下，将直流功率限载至零持续不同时间后恢复正常，既保证故障电弧检测的准确性，同时防止过久限载导致光伏系统正常工作受到影响。
[0015]可选地，所述根据灭弧判断结果判断是否发生故障电弧包括：若恢复正常后所述PV电流小于预设故障阈值，则判断所述故障电弧已发生；若恢复正常后所述PV电流大于或等于所述预设故障阈值，则确定此次灭弧判断为误报，当误报次数满足预设次数阈值时，调整所述预设电流阈值和所述预设功率阈值。
[0016]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，通过在灭弧判断误报满足预设次数阈值时，调整预设电流阈值和预设功率阈值，从而减少误报的产生，提高电弧检测的准确度。
[0017]可选地，所述确定此次灭弧判断为误报后，所述光伏系统直流故障电弧的检测方法还包括：根据所述误报出现的时间段确定所述误报出现的频繁期和空闲期；在所述频繁期内，调高所述预设电流阈值和所述预设功率阈值；在所述空闲期内，调低所述预设电流阈值和所述预设功率阈值。
[0018]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，根据误报出现的频繁期和空闲期适应性调整预设电流阈值和预设功率阈值，从而减少误报的产生，提高电弧检测的准确度。
[0019]可选地，所述获取光伏系统直流侧的PV电流和PV瞬时功率包括：按照预设频率对所述PV电流和PV电压进行实时采样，根据采样得到的所述PV电流和所述PV电压计算不同时刻的所述PV瞬时功率。
[0020]本专利技术所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，按照预设频率对PV电流和PV电压进行实时采样后，根据PV电流和PV电压计算不同时刻的PV瞬时功率，进而能够根据电流突变等级和功率突变等级确定故障电弧等级。
[0021]本专利技术还提供一种光伏系统直流故障电弧的检测装置，包括：获取模块，用于获取光伏系统直流侧的PV电流和PV瞬时功率；等级模块，用于当所述PV电流的变化率大于预设电流阈值时，确定所述PV电流的电流突变等级，以及当所述PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，确定所述PV瞬时功率的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏系统直流故障电弧的检测方法，其特征在于，包括：获取光伏系统直流侧的PV电流和PV瞬时功率；当所述PV电流的变化率大于预设电流阈值时，确定所述PV电流的电流突变等级；当所述PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，确定所述PV瞬时功率的功率突变等级；若所述PV电流的变化率大于所述预设电流阈值且所述PV瞬时功率的变化率大于所述预设功率阈值，根据所述电流突变等级和所述功率突变等级确定故障电弧等级，根据所述故障电弧等级进行对应的灭弧判断，根据灭弧判断结果判断是否发生故障电弧。2.根据权利要求1所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，其特征在于，所述预设电流阈值为0.1A/5ms，所述当所述PV电流的变化率大于预设电流阈值时，确定所述PV电流的电流突变等级包括：当所述PV电流的变化率大于0.1A/5ms且小于0.2A/5ms时，确定所述电流突变等级为一级；当所述PV电流的变化率大于0.2A/5ms且小于0.3A/5ms时，确定所述电流突变等级为二级；当所述PV电流的变化率大于0.3A/5ms时，确定所述电流突变等级为三级。3.根据权利要求2所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，其特征在于，所述预设功率阈值为60w/5ms，所述当所述PV瞬时功率的变化率大于预设功率阈值时，确定所述PV瞬时功率的功率突变等级包括：当所述PV瞬时功率的变化率大于60w/5ms且小于80w/5ms时，确定所述功率突变等级为一级；当所述PV瞬时功率的变化率大于80w/5ms且小于100w/5ms时，确定所述功率突变等级为二级；当所述PV瞬时功率的变化率大于100w/5ms且小于200w/5ms时，确定所述功率突变等级为三级。4.根据权利要求3所述的光伏系统直流故障电弧的检测方法，其特征在于，所述根据所述电流突变等级和所述功率突变等级确定故障电弧等级包括：若所述电流突变等级为一级且所述功率突变等级为一级，则确定所述故障电弧等级为一级；若所述电流突变等级为一级且所述功率突变等级为二级，则确定所述故障电弧等级为二级；若所述电流突变等级为一级且所述功率突变等级为三级，则确定所述故障电弧等级为三级；若所述电流突变等级为二级且所述功率突变等级为一级，则确定所述故障电弧等级为二级；若所述电流突变等级为二级且所述功率突变等级为二级，则确定所述故障电弧等级为三级；若所述电流突变等级为二级且所述功率突变等级为三级，则确定所述故障电弧等级为四级；
若所述电流突变等级为三级且所述功率突变等级为一级，则确定所述故障电弧等级为三级；若所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许颇，王一鸣，王海鹏，刘聪哲，
申请(专利权)人：锦浪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：