[發明專利]一種基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障的檢測方法

有效

• 申請號: 202110795201.5
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113740672B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 肖小龍;史明明;蘇偉;楊雄;郭佳豪;司鑫堯;楊景剛;袁曉冬;袁棟;魏星琦;袁宇波;孫天奎;劉瑞煌;姜云龍
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;H02S50/10
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 丁博寒

本申請提供一種基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障的檢測方法，包括以下步驟：步驟1：采樣檢測初始電流數據；步驟2：對采樣的初始電流數據進行分組處理，根據每組電流數據中電流初始值、最大值、最小值和結束值構建K線圖；步驟3：計算每組K線的長度，根據K線的長度判斷是否發生電弧故障。本申請采用基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障檢測方法，通過對初始電流數據分組繪制K線圖，實現了簡單直觀的光伏組件陣列電弧故障檢測。

技術領域

本發明屬于電力系統故障檢測領域，具體涉及的是一種基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障的檢測方法。

背景技術

光伏發電系統中包含大量的光伏組件，在長期運行中，可能發生組件老化、線路老化、連接松弛等情況，導致光伏組件陣列發生電弧故障。電弧故障可以是串聯型或者并聯型電弧故障。串聯型電弧故障發生通常由斷線產生，斷線的末端足夠接近以產生電弧；或者，相對較差的電連接。并聯型電弧故障發生在不同電位的導體之間，包括例如電力導體和地之間。與并聯電弧故障不同，由于故障與負載串聯，串聯電弧故障通常不產生電流的增加。事實上，串聯電弧故障可能導致負載電流的輕微減少，且不會被傳統保護設備的正常過載和過流保護檢測到。交流故障電弧電流波形在時域上存在以下特征：由于故障電弧類似于阻性負載，電流幅值較正常運行略有減小；在電流過零點附近存在長度隨機的“平肩部”；電流波形變化率增大，存在大小和時刻都具有隨機性的突變；波形的對稱性遭到破壞。根據故障電弧時域特征，目前大多數故障電弧檢測方法和保護電路以相鄰半周波電流的“平肩部”時間、平均值、最大值、最小值、電流變化率的變化量超過閾值作為判定故障電弧的復合判據。該方法所需的判據較多，且容易受電力電子開關電源和負載變動的干擾，誤判率較高。另一方面，基于離散傅里葉變換、小波變換等方法分析故障電弧的頻域特性，雖有較好的效果，但對保護裝置的硬件電路要求較高，難以大范圍推廣使用。

發明內容

為了本發明的目的在于克服上述技術存在的缺陷，提供一種基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障的檢測方法。

本申請實施例公開了一種基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障的檢測方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：采樣檢測初始電流數據；

步驟2：對采樣的初始電流數據進行分組處理，根據每組電流數據中電流初始值、最大值、最小值和結束值構建K線圖；

步驟3：計算每組K線的長度，根據K線的長度判斷是否發生電弧故障。

優選地，所述初始值用每組的前n位的均值代替，結束值用每組的最后n位采樣數據的均值代替；

優選地，每組K線圖實體的底部為初始值和結束值的較小值，每組K線圖實體的頂部為初始值和結束值的較大值，上影線的頂端為最大值，下影線的底端為最小值，每組K線圖實體部分為實心表示結束值大于初始值，每組K線圖實體部分為空心表示結束值小于初始值；

優選地，步驟2還包括：根據所有分組K線圖的上影線的頂端構建采集電流的最大值擬合曲線，根據所有分組K線圖的下影線的底端構建采集電流的最小值擬合曲線，根據所有分組K線圖的初始值構建采集電流的初始值擬合曲線，根據所有分組K線圖的結束值構建采集電流的結束值擬合曲線；

優選地，步驟3包括：所述K線長度為每組數據的初始值與結束值差的絕對值，若K線長度大于閾值，則判斷產生電弧故障，否則，未產生電弧故障。

本申請的有益效果是：本申請通過采用基于K線圖的光伏組件陣列電弧故障檢測方法，通過對初始電流數據分組繪制K線圖，實現了簡單直觀的光伏組件陣列電弧故障檢測。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。