[發明專利]光伏系統故障電弧檢測方法

有效

• 申請號: 201710278412.5
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN106961248B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 李興文;陳思磊;陳星宇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02S50/00
• 分類號: H02S50/00;G06N99/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 范巍

1.一種混合二次型時頻分布特征和自適應乘積函數分析的光伏系統故障電弧檢測方法，其特征在于：該光伏系統故障電弧混合檢測方法包括以下步驟：

1)按照設定的時間段T_S對電流信號進行采樣，經小波去噪處理后，轉至步驟2)；

2)通過局部均值分解獲得電流信號的多個乘積函數，選取能指示故障電弧發生時刻的某一階乘積函數，作為判斷故障電弧的一組特征值，記為S_i，i表示當前時間段的計數值；對所述電流信號進行二次型時頻分布分析，選取多個能反映故障電弧特征的頻率分量對應的幅值，作為另一組特征值，記為f_ji，j＝1,2,3…n，n表示選取的頻率分量個數，n>1，轉至步驟3)；

3)通過實時極差法處理兩組特征值得到相應的實時極差值，作為極限學習機的輸入，轉至步驟4)；

4)通過識別當前時間段下的光伏系統狀態，極限學習機輸出相應的值：判斷光伏系統內存在故障電弧時，極限學習機輸出1；判斷光伏系統正常運行時，極限學習機輸出0，轉至步驟5)；

5)判斷故障電弧信號的累積識別結果是否達到切斷觸發標準，若滿足切斷觸發標準，判定光伏系統內發生故障電?。蝗舨粷M足切斷觸發標準，判定光伏系統正常運行，返回步驟1)對下一時間段的電流信號進行分析；

采用局部均值分解對電流信號進行分析時，獲得電流信號上包絡函數、下包絡函數的方法為對電流信號的局部極大值點、局部極小值點進行三次樣條插值；獲得電流的純調頻信號的迭代次數設定原則為：當

1-Δe≤a_1(r+1)(t)≤1+Δe

時終止迭代過程，其中，ɑ_1(r+1)(t)為第r+1次迭代的包絡估計函數，Δe的取值范圍為0.001～0.01；

選取作為故障電弧檢測特征量的乘積函數的原則為：能以尖峰形式準確指示故障電弧發生的時間段，且以幅值波動形式顯示故障電弧燃燒階段與系統正常運行階段的差異；

實時極差法包括以下步驟：

其中，S_i表示當前時間段下對局部均值分解獲得的電流信號的乘積函數的選取結果，即特征量S在當前時間段的值，表示相應的實時極差值；m表示從電流信號分析開始的第一個時間段至當前時間段的時間段個數；f_ji表示當前時間段下在二次型時頻分布分析后選取的第j個頻率分量下的幅值，即特征量f_j在當前時間段的值，表示相應的實時極差值。

2.根據權利要求1所述的混合二次型時頻分布特征和自適應乘積函數分析的光伏系統故障電弧檢測方法，其特征在于：所述二次型時頻分布選用崔-威廉姆斯分布、趙-阿特拉斯-馬克思分布、維格納-威利分布、偽維格納-威利分布或玻恩-約爾丹分布。

3.根據權利要求2所述的混合二次型時頻分布特征和自適應乘積函數分析的光伏系統故障電弧檢測方法，其特征在于：所述崔-威廉姆斯分布的時窗類型為Hamming窗，時窗長度的取值范圍為10～20，頻窗類型為Hamming窗，頻窗長度的取值范圍為25～35。

4.根據權利要求3所述的混合二次型時頻分布特征和自適應乘積函數分析的光伏系統故障電弧檢測方法，其特征在于：使用崔-威廉姆斯分布對電流信號進行分析所得的時頻分布關于平面f＝f_s/4對稱，其中，f_s為電流信號的采樣頻率，取值范圍為200～350kHz，所述頻率分量在40～60kHz內選取，頻率分量選取個數n的取值范圍為3～6個。

5.根據權利要求1所述的混合二次型時頻分布特征和自適應乘積函數分析的光伏系統故障電弧檢測方法，其特征在于：所述時間段T_S的取值范圍為5～10ms。