光伏系统中直流串联电弧故障的检测研究

摘要

在光伏发电系统中，电击与火灾现象时有发生，造成了各种严重的危害与损失，而这些事故很多都是由直流电弧故障导致的。直流故障电弧是一种很常见的气体放电现象，接线端子的松动、线路绝缘外皮的破损等原因都有可能导致电弧的产生。由于大多数光伏发电系统的前端都是大量串联的光伏电池板，很容易发生直流串联电弧故障，本文的主要内容就是研究光伏系统中直流串联电弧故障的检测问题。
　　本文对直流串联电弧故障的时域检测方法进行了探讨。通过对正常线路电流与直流串联电弧电流的突变特征、分形特征和统计特征进行提取与对比分析，本文选择合适的时域特征作为检测依据对直流串联电弧的时域检测方案进行了设计。
　　本文对直流串联电弧故障的频域检测方法进行了探讨。对正常线路电流与直流串联电弧电流进行傅里叶变换可以得到电流的频谱，本文在40kHz-120kHz的频段内对电流频谱的幅值大小特征与幅值轮廓变化特征进行提取与对比分析，并选择合适的频域特征作为检测依据对直流串联电弧的频域检测方案进行了设计。
　　本文对直流串联电弧故障的小波检测方法进行了探讨。对正常电流与直流串联电弧电流进行小波分解可以得到电流的小波系数，本文借鉴时域和频域特征的研究方法分别对近似小波系数和细节小波系数的特征进行提取与对比分析，并选择合适的小波系数特征作为检测依据对直流串联电弧的小波检测方案进行了设计。
　　本文对三种电弧检测方案的检测精度进行了测试。从直流串联电弧的成因入手，本文设计了一个闸刀型电弧发生装置来制造直流串联电弧，并对电弧电流数据进行采集，接着用这些电流数据对电弧检测方案进行了测试与对比分析。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究目的和意义

1.2 电弧检测研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 直流串联电弧的时域检测方案设计

2.1 引言

2.2 电弧的时域特征提取与分析

2.3 时域检测方案设计

2.4 本章小结

第3章 直流串联电弧的频域检测方案设计

3.1 引言

3.2 电弧的频域特征提取与分析

3.3 频域检测方案的设计

3.4 本章小结

第4章 直流串联电弧的小波检测方案设计

4.1 引言

4.2 小波变换

4.3 电弧的小波系数特征提取与分析

4.4 小波检测方案的设计

4.5 本章小结

第5章 电弧检测方案的测试

5.1 引言

5.2 电弧的制造与测试数据的采集

5.3 电弧检测方案的测试分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢