一种光伏直流电弧故障的检测方法、装置及介质与流程

本技术涉及光伏发电领域，特别是涉及一种光伏直流电弧故障的检测方法、装置及介质。

背景技术：

1、随着光伏发电的不断发展，直流供电系统得到广泛应用和关注，线路老化、动物撕咬、接触器接触不良、磨损等因素极易引发光伏直流电弧的产生，光伏直流电弧不存在过零点，较难熄灭，且容易扩大故障范围，若不采取措施容易造成火灾，因此，对光伏直流电弧故障的检测对光伏发电系统的安全性和可靠性至关重要。

2、目前通常采用频域阈值法检测直流电弧故障，直流电弧故障产生后，将直流电弧故障产生的高频电压和高频电流转换到频域，与预设阈值进行比较以确定电弧故障的产生。在进行电弧故障判断时，预设阈值的选取至关重要，若预设阈值选取过高，则会造成保护设备的拒动作，即光伏发电系统直流侧发生轻微电弧故障也会引起电弧故障向更严重的方向发展，甚至造成火灾。若预设阈值选取过低，则可能造成保护装置误动作，进而使部分或全部的光伏发电设备停运，且需要提醒维护人员进行光伏发电系统检修，这不仅会造成检修作业难度增加，同时光伏发电系统停止发电直到故障排除需要耗费一定的时间，进而会导致经济效益的降低，甚至是光伏发电站亏损。

3、在频域阈值法中，快速傅氏变换(fast fourier transformation，简称fft)是频域中频谱分析的常用方法，根据频域中电弧信号的fft分析结果确定是否改变预设阈值。然而，光伏发电系统受系统最大功率点追踪控制太阳能控制器(maximum power pointtracking，简称mppt)调整、逆变器启动、光照强度变化和逆变器等运行工况的影响，频域特征量会发生突变。因此，根据电弧信号的fft分析结果确定是否改变预设阈值依旧可能会导致拒动作和误动作的发生，且仅依靠频域信号与频域阈值比较的结果进行电弧故障判断的可靠性较低。

4、由此可见，如何避免在进行直流电弧故障检测时出现拒动作或误动作，并提高光伏直流电弧故障检测的准确率，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种光伏直流电弧故障的检测方法、装置及介质，依据电流信号对应的时域信号对频域中的频域比较阈值进行修正，避免根据频域电弧信号的fft分析结果确定是否改变预设阈值时，由于mppt调整等运行工况的影响导致频域特征量会发生突变，进而导致拒动作和误动作的发生。此外，将时域信号得到的信号有效值，频域信号和频域比较阈值相结合以判断是否产生直流电弧故障，避免仅依靠频域信号确定直流电弧故障是否产生带来的低效率。

2、为解决上述技术问题，本技术提供一种光伏直流电弧故障的检测方法，包括：

3、采集待检测光伏发电系统的线路电流信号；

4、对所述线路电流信号进行时域处理得到对应的时域信号，并对所述时域信号进行计算得到对应的信号有效值；

5、对所述时域信号进行频域处理得到对应的频域信号；

6、依据所述信号有效值对所述频域信号的频域比较阈值进行修正；

7、根据所述信号有效值，所述频域信号和修正后的所述频域比较阈值确定所述待检测光伏发电系统是否发生直流电弧故障。

8、优选地，所述依据所述信号有效值对所述频域信号的频域比较阈值进行修正包括：

9、对相邻的所述信号有效值进行计算得到有效值二阶差分；

10、判断所述有效值二阶差分是否小于预设值；

11、若小于所述预设值，则增大所述频域比较阈值，并确定当前的所述频域比较阈值是否大于预设阈值，若大于，则进入减小所述频域比较阈值的步骤；

12、若不小于所述预设值，则确定所述频域信号是否大于当前的所述频域比较阈值，若大于所述频域比较阈值，则减小所述频域比较阈值。

13、优选地，所述根据所述信号有效值，所述频域信号和修正后的所述频域比较阈值确定所述待检测光伏发电系统是否发生直流电弧故障包括：

14、根据所述信号有效值确定初始的所述频域比较阈值；

15、根据相邻采样窗口的所述信号有效值计算有效值二阶差分以确定时域分数；其中，采样一个所述时域信号为一个所述采样窗口；

16、根据所述频域信号和所述频域比较阈值确定频域分数；

17、判断连续第一预设个数的所述采样窗口对应的当前所述时域分数和所述频域分数是否满足预设条件；

18、若满足所述预设条件，则确定所述待检测光伏发电系统发生直流电弧故障；其中，所述预设条件为所述时域分数大于所述时域比较阈值，且所述频域分数大于所述频域比较阈值。

19、优选地，在所述根据所述信号有效值，所述频域信号和修正后的所述频域比较阈值确定所述待检测光伏发电系统是否发生直流电弧故障之后，还包括：

20、判断连续第二预设个数的所述采样窗口对应的所述有效值二阶差分是否为上升状态，若是，则增大当前频域比较阈值。

21、优选地，根据所述频域信号和所述频域比较阈值确定频域分数包括：

22、判断所述频域信号是否大于当前的所述频域比较阈值，若大于，增大所述频域分数，否则，减小所述频域分数。

23、优选地，对所述线路电流信号进行时域处理包括：

24、检测所述线路电流信号对应的电流幅值范围以便对所述线路电流信号大小按预设比例进行调整；

25、计算所述线路电流信号的平均值以消除电流直流偏置。

26、优选地，对所述时域信号进行频域处理包括：

27、对所述时域信号进行加汉宁窗fft运算得到对应的fft信号；

28、依据所述预设比例对所述fft信号大小进行还原。

29、为了解决上述技术问题，本技术还提供了一种光伏直流电弧故障的检测装置，包括：

30、采集模块，用于采集待检测光伏发电系统的线路电流信号；

31、第一处理模块，用于对所述线路电流信号进行时域处理得到对应的时域信号，并对所述时域信号进行计算得到对应的信号有效值；

32、第二处理模块，用于对所述时域信号进行频域处理得到对应的频域信号；

33、修正模块，用于依据所述信号有效值对所述频域信号的频域比较阈值进行修正；

34、确定模块，用于根据所述信号有效值，所述频域信号和修正后的所述频域比较阈值确定所述待检测光伏发电系统是否发生直流电弧故障。

35、为了解决上述技术问题，本技术还提供了一种光伏直流电弧故障的检测装置，包括存储器，用于存储计算机程序；

36、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如所述的光伏直流电弧故障的检测方法的步骤。

37、为了解决上述技术问题，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的光伏直流电弧故障的检测方法的步骤。

38、本发明所提供的一种光伏直流电弧故障的检测方法，包括：采集待检测光伏发电系统的线路电流信号，并对采集的线路电流信号进行时域处理得到对应的时域信号，同时，并对时域信号进行计算得到对应的信号有效值。得到时域信号后，对时域信号进行频域处理得到对应的频域信号，并依据信号有效值对频域信号的频域比较阈值进行修正。最后，根据得到的信号有效值，频域信号和修正后的频域比较阈值确定待检测光伏发电系统是否发生直流电弧故障。由此可见，本技术所提供的技术方案，通过采集的时域信号实时对频域比较阈值进行修正，避免根据频域中电弧信号的fft分析结果确定是否改变预设阈值时，由于光伏发电系统受mppt调整、逆变器启动和光照强度变化等运行工况的影响，导致频域特征量会发生突变，进而导致拒动作和误动作的发生。此外，依据时域得到信号有效值，以及频域信号和修正后的频域比较阈值相结合对光伏发电系统的直流电弧故障进行检测，避免仅依靠频域信号与频域阈值比较的结果进行电弧故障导致的低可靠性，进而实现避免拒动作和误动作的同时，提高光伏直流电弧故障检测的准确率。

39、此外，本技术还提供一种光伏直流电弧故障的检测装置及介质，与上述的光伏直流电弧故障的检测方法相对应，效果同上。