光伏电站中直流电弧故障的噪声强度分析

针对大型光伏阵列中不同位置的直流串联电弧或并联电弧故障,基于电弧静态伏安特性和光伏阵列输出I-V特性,分析电弧的稳态工作点和电阻特性,进而定性推断电弧电流信号噪声的强度关系。结合实验测试,从电弧电流频域分量大小的角度,明确了光伏阵列不同位置的同类型电弧故障检测的难易程度,为大型光伏电站中各种位置的电弧故障有效检测提供了参考。     

光伏系统直流侧故障电弧危害分析及保护策略

针对光伏系统直流侧故障电弧危害评估问题,提出一种适用光伏系统故障电弧燃烧的临界条件分析方法。该文搭建了光伏系统实验平台,采集光伏系统直流侧故障电弧波形,并分析直流特性;借鉴现有标准中对直流源故障电弧的危害分析,推导出适合光伏系统的临界条件,并通过仿真和实验证明该方法的正确性;考虑到光伏系统并联电弧的高危害性,研究针对光伏电站并联电弧的熄灭方法,并验证该方法的可行性。     

光伏直流配电故障诊断及火灾风险评估技术

长期服役的光伏发电系统直流配电故障概率高、火灾风险及危害大,严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力,并对电站运维提出故障与火灾精准检测的技术挑战。为此,从生产现场直流配电柜故障分析入手,揭示接触不良、绝缘劣化、故障电弧、电气火灾的演变机理;分析国内外故障电弧诊断与火灾检测技术的理论成果应对在运电站电弧火灾的有效性,提出故障电弧预诊断与火灾检测技术的应用解决方案。研究结果表明,提出的故障电弧诊断与火灾检测技术应用方案,弥补直流继电保护对串联电弧故障无法保护的不足,能够有效诊断故障电弧并检测烟雾和高温,避免火灾及其扩大事故的发生。     

光伏发电系统直流串联故障电弧检测方法研究

根据光伏阵列不同阴影下的伏安（U-I）输出特性，分析光伏发电系统直流串联故障电弧产生机理，通过搭建故障电弧实验平台分析直流故障电弧的信号特性，进而提出一种基于Volterra级数的串联直流故障电弧检测方法。该方法先对电流信号进行相空间重构，然后在重构的相空间内建立Volterra级数模型以提取时域核特征，并采用狮群算法（LSO）优化的核限学习机（KELM）辨识故障电弧。实验结果表明：该方法能准确检测光伏阵列正常运行与阴影状态下的强直流故障电弧，还能检测微弱直流电弧。     

光伏并网发电系统直流侧短路分析

随着光伏发电系统的普及和运用,越来越多的光伏电站建成发电,但与此同时,光伏电站的安全风险也日益突出。光伏直流侧系统电压高,一旦出现短路故障,极易引起电弧起火。光伏直流侧设备往往安装在建筑物的屋顶,不易被察觉,一旦起火直接威胁到建筑物本身的安全。本文从光伏发电系统直流侧设计方案出发,通过理论计算,发现汇流箱、直流配电柜采用的断路器达不到发生短路故障迅速切除电源的目的,存在很大的安全隐患,并对这一问题提出了解决方案。     

光伏直流系统用故障电弧检测装置技术研究

主要针对光伏直流系统用故障电弧检测装置的测试方法展开研究。首先,搭建光伏直流系统故障电弧检测装置试验平台,采用光伏模拟器模拟不同天气情况下的光伏组件发电特性输出;其次,将故障电弧检测装置接入测试平台中的不同位置来模拟装置在光伏直流系统中可能安装的位置,并且通过使用不同功率逆变器来模拟故障电弧检测装置在不同光伏系统等条件下的情况。对试验结果进行分析后发现,由于光伏系统发电条件的多变性,采用频域特性方法且配有高精度传感器的故障电弧检测装置能更准确地识别故障电弧;同时,提出了为验证装置的可靠性,应在不同运行状态及不同接入位置对装置进行测试。     

光伏系统直流电弧故障检测方法对比研究

光伏系统中存在着大量的接口和导线,一旦接口松动就很容易发生电弧。根据接口位置的不同,电弧分成串联电弧和并联电弧,且由于光伏板大量的串并联连接,同一种类型电弧因发生位置不同产生电弧噪声差异性,导致电弧检测误判和漏判,给工程应用带来经济损失或火灾风险。该文采集了多种电弧情况下直流母线处的电弧噪声信号,得到了对应故障电弧的特征,分别从时域、频域以及时频域这3方面对实验得到的电弧信号进行研究分析,从而实现故障电弧的对比分析研究。实验结果证明时域检测能实现串联电弧的识别,但对并联电弧的检测有局限性;频域方法不受其他因素的干扰,准确度高,但缺乏时间尺度,不够全面;时频域检测方法的精确度高,电弧类型和发生位置对结果影响不大,更适合于故障电弧的全面分析与识别。     

光伏系统直流串联故障电弧检测方法

故障电弧是光伏系统电气火灾事故的常见原因,研究可靠的光伏系统直流故障电弧检测方法对保障系统运行和人身安全有重要意义。首先搭建了光伏系统直流故障电弧实验平台,采集了故障电弧典型电信号;接着对其进行了稳定性分析、时变性分析、相关性分析和随机性分析,并以特征显著、计算量小、抗干扰强为比选条件,选取欧拉特征作为故障电弧检测的最优特征;然后构建了故障电弧检测算法,算法以多阈值判断体系为核心发掘故障电弧差异于系统暂态过程的特征模式;最后,将算法硬件实现后在系统中再进行实验测试。结果表明,所提出的算法对不同光伏系统工作点和电弧产生方式条件下的故障电弧均可在0.5 s内实现正确检测。     

分布式光伏发电系统直流故障电弧保护装置测试和评估技术的研究与探讨

针对分布式光伏发电系统直流故障电弧发生的原理、常见评价手段及功能检测评估方法等方面进行了综合论述,为分布式光伏发电系统直流故障电弧保护装置的测试和评估提供了一些建议。     

电网故障时大型光伏电站直流外送系统LVRT控制策略

以大型光伏电站直流升压外送系统为研究对象,当交流电网发生不同类型故障时整个系统在传统电压电流双闭环控制策略下存在并网电流畸变和直流母线过电压问题,无法实现低电压穿越。针对上述问题,从并网电流畸变和直流母线过电压的机理出发,提出一种将光伏发电模块MPPT模式的动态切换控制与基于优化型DDSRFPLL的VSC换流器正负序双电流环控制相结合的新型低电压控制策略。通过前级光伏电站与后级VSC换流器两者之间的协调配合,有效抑制直流母线的过电压和负序分量对并网电流的影响,成功实现大型光伏电站的低电压穿越运行,可大大提高大型光伏电站接入系统稳定运行的能力。并在Matlab/Simulink中搭建一个4MW/±30kV的光伏直流升压外送系统模型,仿真验证该新型控制策略的有效性。     

光伏电站低电压穿越及直流侧保护控制策略

低电压穿越(LVRT)能力是考验大型光伏电站能否稳定并网的一项重要指标,根据国家电网制定的标准和并网要求,提出了一种提高单级光伏电站LVRT能力的综合控制策略.该控制方法能够限制光伏发电交流侧的过电流以及直流侧的过电压,从而避免其可能导致的逆变器脱网或损坏等问题.该控制策略还可以在检测到电压降落时,注入一定的无功功率对电压进行支撑.仿真结果表明,所提出的控制策略不仅提高了光伏系统的穿越故障能力,保证了光伏电站的安全性,而且可在不同故障类型下通过有功、无功功率控制对电网提供支撑.     

光伏电站串联型直流电弧的检测算法与保护实验研究

该文提出结合电弧频域特征和多路信号频谱的相关系数的直流电弧检测算法。通过信号调理和奇异值分解对采集的电流信号降噪,采用线性规划优化参数的分段频谱二次加权的方法提取了电弧频域特征T和多路信号频谱的相关系数R,以T和R作为输入量设计了基于逻辑回归的直流电弧检测算法。对2700组历史数据进行电弧检测,误判率0.3%,漏判率0.29%。同时,研制电弧发生器与在线监测设备,在光伏电站进行串联型直流电弧模拟试验。结果表明,检测系统能准确识别电弧故障,迅速动作熄灭电弧,并向后台发送报警信息,响应时间约为60 ms。     

光伏电站串联型直流电弧的检测算法与保护实验研究

该文提出结合电弧频域特征和多路信号频谱的相关系数的直流电弧检测算法。通过信号调理和奇异值分解对采集的电流信号降噪,采用线性规划优化参数的分段频谱二次加权的方法提取了电弧频域特征T和多路信号频谱的相关系数R,以T和R作为输入量设计了基于逻辑回归的直流电弧检测算法。对2700组历史数据进行电弧检测,误判率0.3%,漏判率0.29%。同时,研制电弧发生器与在线监测设备,在光伏电站进行串联型直流电弧模拟试验。结果表明,检测系统能准确识别电弧故障,迅速动作熄灭电弧,并向后台发送报警信息,响应时间约为60 ms。     

光伏电站光纤环网损耗优化方法

受国家大力支持,光伏电站在我国应用越来越广泛。但由于环境、资源等限制,大型光伏电站一般建设在远离市区用电中心的地方,且不少建设在山头上,而光伏汇集升压站又设置在离光伏电站较远的平原地区,导致光伏电站光纤信号由于距离远、传输长,出现光信号衰减问题。本文以典型的100 MW光伏电站为例,结合实际工程测试结果,探讨并提出大型光伏电站光纤环网长距离传输的损耗优化方案,并对方案进行技术、经济对比,旨在解决大型光伏电站光纤信号衰减问题,为类似工程提供借鉴思路。     

大型光伏电站电压稳定性研究

文章在充分考虑大型光伏电站内部各环节参数影响的基础上,对大型光伏电站进行等效建模,分析大型光伏电站并网点和站内各节点的电压稳定性。分析结果表明:大型光伏电站并网点处易发生整体低电压脱网,无功补偿能提高并网点电压及其稳定性;集电线路的电阻导致距主变压器越远的光伏发电单元节点电压越高,外部扰动易导致最远处的光伏发电单元首先发生高压脱网,严重时其余各单元会发生高电压连锁脱网。仿真结果证明了分析结论的正确性。     

基于高频注入的主动式智慧建筑直流系统串联型电弧故障检测方法

提出一种基于高频注入的主动式智慧建筑直流系统串联型电弧故障检测方法。通过线圈耦合的方式向直流母线注入一定特征的高频电流信号，提取电流输出响应信号特征，再经过小波变换分析电流输出与输入信号特征变化及其稳定性，制定识别电弧故障的判据。基于Matlab/Simulink仿真平台和Cassie电弧模型进行仿真分析，并设计相应的实验验证平台，结果表明所提出的检测方法能准确识别系统串联电弧故障，且能有效降低电力电子等开关器件噪声和不同运行工况等外部条件的影响，鲁棒性较强。     

基于大数据分析的eHorus智慧云智能诊断系统在光伏电站巡检中的应用

随着全球光伏发电规模的日益扩大,光伏电站中光伏设备的状态监控、故障诊断与故障定位变得日益重要。基于此,介绍了一款可用于光伏电站中光伏设备的智能诊断系统——eHorus智慧云智能诊断系统,通过在云端构建光伏电站的光伏设备运行状态大数据中心,采集并存储包括光伏阵列在内的光伏电站全站光伏设备的实时运行状态数据,建立科学有效的大数据分析模型,实时对光伏电站全站光伏设备的运行情况进行线上智能巡检,以便及时发现低效设备或故障设备。对于诊断出异常的设备,智能诊断系统自动向光伏电站运维工程师推送报警信息并生成故障缺陷单,光伏电站运维工程师接到报警信息后快速到达故障设备现场,及时进行设备消缺,提高光伏电站全站光伏设备的运行水平。     

大面积光伏旁路二极管击穿事故分析研究

针对某大型光伏电站发生的一起大规模光伏组件旁路二极管击穿事故,通过对故障现场光伏组件、电缆绝缘、接地、通信、防雷组件的详细巡查与检测,理论分析结合现场实验及事故现状,逐一排查旁路二极管击穿事故的原因,初步判定事故原因为雷电电磁脉冲。在此基础上,分析研究天气晴朗后,光伏阵列与故障组件之间的电压、电流关系,着重分析反灌电流对故障二极管、熔断器的影响。研究表明,雷电感应过电压导致光伏组件旁路二极管击穿,天气晴朗后大量反灌电流导致接线盒进一步烧毁。本研究验证了增设防感应雷措施的必要性,并且对光伏电站的设计、事故排查和安全运行具有非常现实的指导意义。     

光伏系统直流电缆故障检测及其定位研究

针对大型光伏电站中直流电缆发生故障难以检测和定位的问题,提出一种基于传输线等效分布参数模型的时域反射法,并通过扩展频谱的方式提高其抗干扰性.研究光伏电站电缆发生故障的原因和类型,对拓展频谱和时域反射进行理论分析,通过仿真和实验验证理论的正确性,并结合不同工况分析该方法的可行性及其抗干扰能力.实验结果表明所采用的方法能稳...     

大规模光伏电站接入电网对配电网稳定性影响研究

针对光伏并网后的配电网稳定性问题,通过绘制P-V曲线,分析了光伏电站接入对配电网静态电压稳定性影响,利用DIgSILENT平台构建了光伏发电系统暂态仿真模型,分析了光伏电站并网点三相短路故障及光伏电站出力波动对系统暂态电压稳定性的影响。仿真结果表明:光伏电站并网点与配电网联系越紧密,静态电压稳定性越好;故障清除时间越短,光伏电站对系统暂态稳定性影响越小;影响系统稳定性的最主要因素是光伏电源有功输出波动。