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。     

光伏系统直流母线电弧故障的固有频率法测距

提出一种基于固有频率法的直流母线电弧故障测距方法。在电弧故障发生后,记录输电线首端的一段暂态电压信息;对于串联电弧故障,取断路器动作后的数据;对于并联电弧故障,则取断路器动作前的数据。提取固有频率主成分后,代入公式d-v/(2f)均可实现对串联和并联电弧故障点的测距。与传统行波法测距相比,具有计算简单、测距精度高以及成本低的优点。通过电路模型仿真与低压直流输电平台实验,证明了方法的可靠性与实用性。试验结果表明,该方法的测距误差在6%以内。     

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。     

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。     

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。     

太阳能光伏发电系统直流保护探讨

针对太阳能光伏发电系统的直流部分,根据近年来常见的一些故障现象及其发生的原因,提出一些保护方法及改进措施,以促使光伏发电技术的进步,并促进太阳能光伏产业的持续发展。     

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。     

直流模块式光伏发电系统前级DC/DC变换研究

针对传统集中式光伏发电系统结构存在的问题,介绍了直流模块式光伏发电结构,并利用反激变换器作为直流模块式光伏发电系统的前级直流模块,采用变步长的滞环比较法实现光伏电池的最大功率跟踪控制,采用带有输入电压前馈控制的电压闭环控制策略实现直流母线的稳压控制。试验结果表明,该方案可行。     

光伏发电系统的新型DC/DC变换器设计

针对传统全桥DC/DC变换器存在的硬开关损耗和因开关管开关特性不一致使变压器原边磁芯单向饱和问题,设计了一种用于光伏发电系统中的移相ZVS全桥DC/DC变换器,控制电路采用基于芯片UC3875的双环反馈方案,驱动电路由专用驱动集成芯片IR2110S构成.不仅实现了开关管的软开关控制、降低开关损耗、提高系统效率,还可解决偏磁问题,使变压器的磁通密度工作接近于饱和点.实验样机的研制验证了设计的可靠性.     

直流电弧炉散弧现象的分析

分析了直流电弧炉精炼期出现电弧发散、发软现象，根据电场理论进行计算，指出其产生发散现象的原因，并就此提出一些建设性改进措施。     

光伏发电系统输出功率计算方法研究

准确计算光伏发电系统的输出功率,对光伏发电系统发电量的监管和光伏并网系统与电网调度、电力负荷等的配合问题具有重大意义。根据光伏发电系统的结构和工作原理,提出了光伏发电系统输出功率计算方法,可以计算任意太阳辐射量、环境温度、系统结构下的光伏发电系统输出功率。通过与真实光伏电站运行数据的比对,结果显示了光伏发电系统输出功率计算方法的适用性与准确性。     

10 kV电缆突发故障检测方法研究

摘要： 针对采用传统的电缆突发故障检测方法时,一直存在电缆突发故障检测方法不准确、检测效率差的问题。提出基于模分量小波能量谱算法的10 kV电缆突发故障检测方法,通过分析电缆线路的故障因素,获取电缆线路的故障特征;依据相模变换理论对故障分量进行分解,获取3个互不影响的模分量,将其看作产生特征量的原始数据,原始数据再通过小波变换获取高频系数,依据小波能量谱理论对高频系数进行相关操作,求出其细节能量,并将其描述为暂态信号携带的能量,获取不同模分量的高频能量,以此为特征判断依据,实现对10 kV电缆突发故障的检测。实验结果表明,采用改进的检测方法可以有效地提高10 kV电缆突发故障的检测效率,准确度高。     

小型光伏系统故障诊断方法研究

提出一种小型光伏系统故障诊断方法,利用自行研制的数据采集系统实时采集光伏系统的数据,通过阵列捕获损耗、系统损耗的理论值和实测值的偏差及各路分支的电流比,电压比与其相应参考阈值的对比,实现交直流两侧故障类型的判定和定位,并选取了开路和阴影遮挡2种故障对该方法进行了实验验证。实验结果表明：提出的故障诊断方法能根据系统出现的异常数据,快速地判定系统的故障类型及位置,及时做出报警,具有较高的准确性和可靠性     

厂站直流系统接地故障引起开关误跳闸的仿真与研究

由于直流系统内的对地电容,在拉合直流电源或者发生正负极单点接地时,就有可能出现保护误出口而引起开关跳闸,这已成为发电厂、变电站的典型故障之一。对分合控制电源、直流系统正负极接地、出口继电器线圈接地及直流系统串电等原因出现的开关跳闸现象进行了详细理论分析,并在MATLAB平台下进行了仿真。另外,对直流系统提出几项改进措施,从技术上与管理上有效防范由于直流系统单点接地、串电等原因引起保护误动,优化直流系统,为直流系统的设计、管理及发电厂、变电站处理这一类事故提供了借鉴。     

SDH系统常见故障处理及维护方法

SDH系统在光通信领域占据主导地位,如何处理常见故障以及做好日常维护,提高其传输质量,具有重要的实际意义。本文对SDH光端设备在日常运行中所发生的常见故障的处理分析过程及日常维护中的一些问题,进行了简单的归纳和总结。     

一种优化的光伏电站直流系统绝缘 在线监测装置设计

摘要： 光伏电站直流母线对地绝缘故障将会对设备运行和人员安全造成严重影响,对直流系统绝缘性能进行在线监测,是防止事故发生和蔓延的有效途径。比较了常用的几种绝缘在线监测原理,选择了不平衡电桥和平衡电桥相结合的方法进行原理设计,并从工程应用的角度对传统的监测方法进行了优化改进。有效防止了投切开关故障击穿时引起正负直流母线短路的问题。对所设计的光伏电站直流母线对地绝缘监测装置的测量原理,以及硬件电路设计、软件实现流程等进行了详细说明,并通过试验验证了装置的测量精度和绝缘耐压性能。     

光伏系统中的新型高增益直流升压变换器

针对光伏系统中对电压增益高、电压应力小的高性能直流升压变换器的需求,研究了一种新型高增益变换器的拓扑结构。首先,阐述了该变换器的结构来源,介绍了该变换器的工作原理,再推导其电压增益、开关管和二极管的电压应力公式,展示了部分元器件的电压、电流波形,并对比研究了该变换器与一些同类型的变换器的部分参数,最终通过开环试验验证了该变换器的有效性。该变换器具有一定的推广应用价值。