光伏系统直流电弧故障检测方法对比研究

发布时间：2021-02-26 08:00

　　光伏系统中存在着大量的接口和导线,一旦接口松动就很容易发生电弧。根据接口位置的不同,电弧分成串联电弧和并联电弧,且由于光伏板大量的串并联连接,同一种类型电弧因发生位置不同产生电弧噪声差异性,导致电弧检测误判和漏判,给工程应用带来经济损失或火灾风险。该文采集了多种电弧情况下直流母线处的电弧噪声信号,得到了对应故障电弧的特征,分别从时域、频域以及时频域这3方面对实验得到的电弧信号进行研究分析,从而实现故障电弧的对比分析研究。实验结果证明时域检测能实现串联电弧的识别,但对并联电弧的检测有局限性;频域方法不受其他因素的干扰,准确度高,但缺乏时间尺度,不够全面;时频域检测方法的精确度高,电弧类型和发生位置对结果影响不大,更适合于故障电弧的全面分析与识别。 

【文章来源】：太阳能学报. 2020,41(08)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

光伏系统中常见电弧

针对光伏系统中常见的电弧故障[18]，本文参照UL1699B标准搭建了图2所示的实验平台[19]。光伏组件参数如表1所示。电流波形通过示波器进行采集，采样频率为500 kHz。负载端分为2种情况：1）带24Ω纯电阻负载；2）带逆变器实现并网。本文将电弧发生器分别连接在图2中的(1)、(2)、(3)、(4)位置，产生4种不同类型的电弧，以此观测电弧发生位置对系统母线电流波动幅值和频率大小的影响。电弧发生器通过步进电机调节杠杆，使两铜棒之间形成间隙从而产生电弧[20]。

图3a、图3b分别是故障电弧发生前后光伏系统并网直流侧母线电流的波形及其频谱图。电弧本质上是一个可变电阻。从图3中可看出，电弧发生后，母线电流波动幅度变大，这主要是电弧在固定间隙长度时，其阻值在一固定值上下不断波动，导致电流值也发生了很大的波动；同时电流的高频处含量明显增多[21]。因此，通过选取合适的时域或频域检测方法可以实现光伏系统故障电弧的正确识别。2 电弧故障检测方法

【参考文献】：
期刊论文
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[3]低压电弧故障防护技术研究与发展趋势[J]. 刘官耕,杜松怀,苏娟,韩晓慧.  电网技术. 2017(01)
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[9]基于小波变换的交流系统串联电弧故障诊断[J]. 刘晓明,赵洋,曹云东,侯春光,王丽君.  电工技术学报. 2014(01)
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硕士论文
[1]光伏系统中直流串联电弧故障的检测研究[D]. 苗甲.哈尔滨工业大学 2016
[2]光伏系统直流故障电弧特征及识别方法研究[D]. 林方圆.合肥工业大学 2015



本文编号：3052299