本发明涉及光伏,尤其涉及一种光伏系统及其电弧故障检测方法。
背景技术:
1、在光伏系统中,电弧故障可能会引起电气火灾和系统故障。目前存在的检测方法在灵敏度和特异性方面存在限制,存在误报或漏检风险。例如,仅通过比较高频信号的分贝值与阈值来判断电弧,这在某些电流范围内可能导致信号过于敏感或不敏感,从而产生误报。另一种方法是将光伏板输出电流控制为零,然后根据工作点的运行状态是否能恢复来判断是否发生电弧,但这种方法可能会因电弧未完全熔断而漏判故障。还有的方法是使用单一电弧模型对所有数据进行判断,但这在某些电压和电流范围内可能会导致模型准确度大幅下降或过于敏感,从而产生漏判或误判。
技术实现思路
1、本发明提供了一种光伏系统及其电弧故障检测方法,以提高光伏系统中电弧故障检测结果的准确性和可靠性。
2、第一方面,本发明实施例提供了一种光伏系统的电弧故障检测方法,包括:
3、获取光伏系统的当前操作点,并确定所述当前操作点所属的操作区域;其中,所述光伏系统的全操作点范围划分为至少两个操作区域,至少部分操作区域存在对应的电弧故障检测模型;不同操作区域对应的电弧故障检测结果的置信度不同;
4、根据所述当前操作点,以及所述当前操作点所属操作区域确定目标操作点;其中,所述目标操作点所属操作区域存在对应的电弧故障检测模型,且所述目标操作点所属操作区域的电弧故障检测结果的置信度高于或等于所述当前操作点所属操作区域的电弧故障检测结果的置信度;
5、基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测,并根据检测结果确定所述光伏系统是否发生电弧故障。
6、可选地,根据所述当前操作点,以及所述当前操作点所属操作区域确定目标操作点,包括:
7、当所述当前操作点所属操作区域为电弧故障检测结果的置信度最大的操作区域时,将所述当前操作点作为所述目标操作点;
8、当所述当前操作点所属操作区域不是电弧故障检测结果的置信度最大的操作区域时:
9、若所述当前操作点所属操作区域无对应的电弧故障检测模型,则选取电弧故障检测结果的置信度最大的操作区域中的操作点作为所述目标操作点;
10、若所述当前操作点所属操作区域存在对应的电弧故障检测模型,则根据当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件确定所述目标操作点。
11、可选地,根据当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件确定所述目标操作点,包括:
12、判断所述当前操作点是否满足所述当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件;
13、若是,则将所述当前操作点作为所述目标操作点;
14、若否,则选取电弧故障检测结果的置信度最大的操作区域中的操作点作为所述目标操作点。
15、可选地,所述操作点保持条件包括:(db-threshold)/threshold>p;
16、其中,db为所述当前操作点中的电流信号在预设频率下的强度,threshold为所述当前操作点所属操作区域在所述预设频率下对应的预设强度阈值,p为所述当前操作点所属操作区域在所述预设频率下对应的预设百分比。
17、可选地,在判定所述当前操作点不满足所述当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件之后,还包括:
18、判断判定结果为当前操作点不满足所述当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件的连续次数是否达到第一预设次数;
19、若是,则选取电弧故障检测结果的置信度最大的操作区域中的操作点作为所述目标操作点。
20、可选地,基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测,并根据检测结果确定所述光伏系统是否发生电弧故障,包括:
21、在连续n个采样周期中的检测结果均为发生电弧故障时,判定所述光伏系统发生电弧故障;n为大于1的正整数。
22、可选地,所述目标操作点位于所述光伏系统的最大功率点跟踪曲线中。
23、可选地,当所述目标操作点与所述当前操作点不同时,在基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测之前,还包括:将所述光伏系统的操作点切换至所述目标操作点。
24、可选地,基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测,包括:
25、将所述目标操作点对应的分贝格式的检测信号带入所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型进行检测;
26、其中,所述分贝格式的检测信号的获取过程包括:
27、提取所述目标操作点中的电流信号;
28、放大所述电流信号中对应于预设频率范围的信号,得到特征信号;
29、对所述特征信号进行模数转换,得到特征数字信号;
30、对所述特征数字信号进行快速傅里叶变换,得到分贝格式的检测信号。
31、可选地,在确定所述当前操作点所述的操作区域之前,还包括:
32、判断当前操作点是否满足电弧故障判断触发条件;
33、若是,则执行确定所述当前操作点所述的操作区域的步骤;
34、若否,则按照预设采样频率获取所述光伏系统的操作点。
35、可选地,所述的光伏系统的电弧故障检测方法,还包括,当所述光伏系统的运行情况满足模型更新条件时,更新各所述操作区域对应的电弧故障检测模型,或者,重新划分所述光伏系统的操作区域,并确定重新划分后各所述操作区域对应的电弧故障检测模型。
36、第二方面,本发明实施例还提供了一种光伏系统,包括:
37、光伏阵列;
38、光伏变换器,连接所述光伏阵列,用于控制所述光伏系统的操作点;
39、信号采集模块,连接所述光伏阵列,用于采集所述光伏阵列的输出电压与输出电流,以确定所述光伏系统的操作点;
40、控制模块,分别连接所述光伏变换器和所述信号采集模块,用于执行如本发明任意实施例所提供的光伏系统的电弧故障检测方法。
41、本发明实施例提供的光伏系统的电弧故障检测方法,通过将光伏系统的全操作点范围划分为至少两个操作区域,以操作区域对应的电弧故障检测结果的置信度表征该操作区域电弧故障检测的难易程度,并设置目标操作点的选择步骤,控制目标操作点所属操作区域的电弧故障检测结果的置信度不低于当前操作点所属操作区域的电弧故障检测结果的置信度,并以目标操作点及其对应的电弧故障检测模型进行电弧故障识别和检测,既能保证光伏系统当前是否发生拉弧能够被检测,又能保证检测结果的可靠性,尽可能的避免漏检和误检,提高光伏系统中电弧故障检测结果的准确性和可靠性。
42、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,根据所述当前操作点,以及所述当前操作点所属操作区域确定目标操作点,包括:
3.根据权利要求2所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,根据当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件确定所述目标操作点,包括:
4.根据权利要求3所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,所述操作点保持条件包括:(db-threshold)/threshold>p;
5.根据权利要求3所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,在判定所述当前操作点不满足所述当前操作点所属操作区域对应的操作点保持条件之后,还包括:
6.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测,并根据检测结果确定所述光伏系统是否发生电弧故障,包括:
7.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,所述目标操作点位于所述光伏系统的最大功率点跟踪曲线中。
8.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,当所述目标操作点与所述当前操作点不同时,在基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测之前,还包括:将所述光伏系统的操作点切换至所述目标操作点。
9.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,基于所述目标操作点所属操作区域对应的电弧故障检测模型对所述目标操作点进行检测,包括:
10.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,在确定所述当前操作点所属的操作区域之前,还包括:
11.根据权利要求1所述的光伏系统的电弧故障检测方法,其特征在于,还包括,当所述光伏系统的运行情况满足模型更新条件时,更新各所述操作区域对应的电弧故障检测模型,或者,重新划分所述光伏系统的操作区域,并确定重新划分后各所述操作区域对应的电弧故障检测模型。
12.一种光伏系统,其特征在于,包括: