无源自取能光伏漏电电流监测预警系统及方法与流程

本申请涉及光伏漏电监测，尤其涉及一种无源自取能光伏漏电电流监测预警系统及方法。

背景技术：

1、漏电电流是指在绝缘材料表面或内部产生的电流，它是电力系统中的一种常见现象。在光伏发电系统中，由于发电的光伏模块与地面直接接触，因此会形成低压漏电。由于光伏发电系统中包含直流环节设备，在电流的传输中不同于交流传输，若对漏电的检测失准，可能会导致发生火灾甚至人身伤亡的事故，对用户安全用电带来了极大挑战，威胁用户的生命财产安全。

2、光伏系统中，一些低压漏电监测和隔离技术主要以安装漏电保护器为主，只能单一检测交流漏电或者直流漏电，灵敏度低、易发生误动作，引起频繁跳闸，影响供电可靠性。且在漏电检测时，需要外接电源为监测设备供能，存在一定的损耗，并存在因外接电源漏电引发的触电和设备误动作风险。

技术实现思路

1、本申请提供一种无源自取能光伏漏电电流监测预警系统及方法，以解决光伏漏电监测时可靠性低的问题。

2、本申请第一方面提供一种无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，包括：自取能模块、控制模块、漏电监测模块和报警模块；所述自取能模块分别电性连接所述控制模块、所述漏电监测模块、所述报警模块；所述控制模块分别通信连接所述漏电监测模块和所述报警模块；

3、所述控制模块被配置为：

4、控制所述漏电监测模块采集漏电电流数据；

5、对所述漏电电流数据进行滤波和归一化处理，以得到处理后漏电数据；

6、采用差分阈值法在所述处理后漏电数据中提取异常电流数据；

7、对所述异常电流数据进行漏电特征提取，以得到结果信号特征分量；

8、若所述结果信号特征分量的置信度在置信度区间内，则向所述报警模块发送报警信号。

9、可选的，所述自取能模块包括取电电极、整流电路、滤波电路、取能电路和存储电路，所述取电电极、所述整流电路、所述滤波电路、所述取能电路和所述存储电路依次电性连接。

10、可选的，还包括直流转换电路，所述直流转换电路的一端电性连接所述自取能模块，所述直流转换电路的另一端电性连接所述控制模块。

11、可选的，还包括发射模块和接收模块，所述发射模块与所述自取能模块电连接，所述发射模块与所述接收模块通信连接，所述接收模块与所述控制模块通信连接。

12、可选的，所述报警模块包括语音报警单元和灯光报警单元，所述语音报警单元和所述灯光报警单元分别与所述控制模块电性连接；所述控制模块还被配置为：

13、接收所述接收模块发送的预警信号；

14、根据所述预警信号控制所述灯光报警单元开启。

15、可选的，所采用差分阈值法在所述处理后漏电数据中提取异常电流数据包括：

16、计算所述处理后漏电数据的差分值；

17、设立时间窗口，并确定所述时间窗口内所述处理后漏电数据的最大值和最大差分值；

18、利用所述最大值计算所述处理后漏电数据的漏电阈值，以及利用所述最大差分值计算所述处理后漏电数据的漏电差分阈值；

19、利用所述漏电阈值和所述漏电差分阈值在所述处理后漏电数据中提取所述异常电流数据。

20、可选的，所述采用差分阈值法在所述处理后漏电数据中提取异常电流数据还包括：

21、采集系统的环境湿度；

22、利用所述环境湿度分别对所述漏电阈值和所述漏电差分阈值进行修正，以得到修正漏电阈值和修正漏电差分阈值；

23、利用所述修正漏电阈值和所述修正漏电差分阈值在所述处理后漏电数据中提取所述异常电流数据。

24、可选的，所述对所述异常电流数据进行漏电特征提取，以得到结果信号特征分量包括：

25、对所述异常电流数据添加第一白噪声和第二白噪声，以得到第一异常电流数据序列和第二异常电流数据序列；

26、分别对所述第一异常电流数据序列和所述第二异常电流数据序列进行经验模态分解，以得到第一信号特征分量序列和第二信号特征分量序列；

27、根据所述第一信号特征分量序列和所述第二信号特征分量序列计算信号特征分量序列的平均值，以得到平均序列；

28、计算所述平均序列中信号特征分量的能量密度和平均周期的乘积；

29、根据所述能量密度和平均周期的乘积计算所述信号特征分量的系数；

30、若所述系数大于1，则将所述信号特征分量剔除，以得到剩余分量；

31、对所述剩余分量进行重构，以得到所述结果信号特征分量。

32、本申请第二方面提供一种无源自取能光伏漏电电流监测预警方法，应用于上述第一方面所提供的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，所述方法包括：

33、控制漏电监测模块采集漏电电流数据；

34、对所述漏电电流数据进行滤波和归一化处理，以得到处理后漏电数据；

35、采用差分阈值法在所述处理后漏电数据中提取异常电流数据；

36、对所述异常电流数据进行漏电特征提取，以得到结果信号特征分量；

37、若所述结果信号特征分量的置信度在置信度区间内，则向报警模块发送报警信号。

38、由上述技术方案可知，本申请提供一种无源自取能光伏漏电电流监测预警系统及方法，所述系统包括：系统包括：自取能模块、控制模块、漏电监测模块和报警模块。自取能模块分别电性连接控制模块、漏电监测模块以及报警模块，用于为控制模块、漏电监测模块以及报警模块供电；控制模块分别通信连接漏电监测模块和报警模块，用于控制漏电监测模块和报警模块的启闭。通过对采集的漏电电流数据进行处理，在处理后漏电数据中提取异常电流数据，并对异常电流数据进行漏电特征提取，得到结果信号特征分量，利用得到的结果特征分量来对采集的漏电电流数据进行判断，可提高光伏漏电电流监测的准确率，解决光伏漏电监测时可靠性低的问题。且通过自取能模块可直接为系统供电，而无需另外增加电源模块。

技术特征：

1.一种无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，包括：自取能模块、控制模块、漏电监测模块和报警模块；所述自取能模块分别电性连接所述控制模块、所述漏电监测模块、所述报警模块；所述控制模块分别通信连接所述漏电监测模块和所述报警模块；

2.根据权利要求1所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，所述自取能模块包括取电电极、整流电路、滤波电路、取能电路和存储电路，所述取电电极、所述整流电路、所述滤波电路、所述取能电路和所述存储电路依次电性连接。

3.根据权利要求1所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，还包括直流转换电路，所述直流转换电路的一端电性连接所述自取能模块，所述直流转换电路的另一端电性连接所述控制模块。

4.根据权利要求1所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，还包括发射模块和接收模块，所述发射模块与所述自取能模块电连接，所述发射模块与所述接收模块通信连接，所述接收模块与所述控制模块通信连接。

5.根据权利要求4所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，所述报警模块包括语音报警单元和灯光报警单元，所述语音报警单元和所述灯光报警单元分别与所述控制模块电性连接；所述控制模块还被配置为：

6.根据权利要求1所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，所采用差分阈值法在所述处理后漏电数据中提取异常电流数据包括：

7.根据权利要求6所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，所述采用差分阈值法在所述处理后漏电数据中提取异常电流数据还包括：

8.根据权利要求1所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，其特征在于，所述对所述异常电流数据进行漏电特征提取，以得到结果信号特征分量包括：

9.一种无源自取能光伏漏电电流监测预警方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的无源自取能光伏漏电电流监测预警系统，所述方法包括：

技术总结
本申请提供一种无源自取能光伏漏电电流监测预警系统及控制方法，系统包括：自取能模块、控制模块、漏电监测模块和报警模块。自取能模块分别电性连接控制模块、漏电监测模块以及报警模块，用于为控制模块、漏电监测模块以及报警模块供电；控制模块分别通信连接漏电监测模块和报警模块，用于控制漏电监测模块和报警模块的启闭。通过对采集的漏电电流数据进行处理，在处理后漏电数据中提取异常电流数据，并对异常电流数据进行漏电特征提取，得到结果信号特征分量，利用得到的结果特征分量来对采集的漏电电流数据进行判断，可提高光伏漏电电流监测的准确率，解决光伏漏电监测时可靠性低的问题。

技术研发人员：黄继盛,刘红文,杨金东,赵特
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司临沧供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1