光伏系統(tǒng)直流故障電弧的特征檢測(cè)與防治策略.pdf

1、近年來，在技術(shù)進(jìn)步與政府扶持的推動(dòng)下，太陽能光伏發(fā)電的裝機(jī)量與產(chǎn)能得到了大幅提高。國際能源署在最新的報(bào)告中指出，過去十年全球的太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)量正以每年50％的速度增長(zhǎng)。光伏產(chǎn)品的快速擴(kuò)張雖然帶來了清潔的能源，但同時(shí)也隱藏著安全問題。特別是自2006年以來，有關(guān)光伏火災(zāi)事故的報(bào)道比過去更頻繁。而這些火災(zāi)事故的元兇正是直流故障電弧。光伏系統(tǒng)直流故障電弧具有難以檢測(cè)、高溫高熱、難以撲滅等特點(diǎn)。對(duì)此，美國國家電工法規(guī)在2011版中增加了光伏系

2、統(tǒng)中需安裝直流故障電弧保護(hù)裝置的強(qiáng)制要求。因此，研究光伏系統(tǒng)直流電弧的特性與防治策略顯得尤為迫切。
　　本論文在分析了國際上最新研究動(dòng)態(tài)與產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)全面地介紹了光伏電源模型、電弧模型、電弧種類以及檢測(cè)算法原理，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理程序編寫奠定良好的理論基礎(chǔ)。
　　本論文根據(jù)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，在一小型光伏電站中進(jìn)行了直流電弧的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試。實(shí)驗(yàn)中基于自主研究的測(cè)試平臺(tái)，應(yīng)用控制電極分開的方法產(chǎn)生具有高可重復(fù)性的直流電弧

3、，并使用傳感器與示波器獲取并保存實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。然后通過對(duì)離線數(shù)據(jù)的分析與統(tǒng)計(jì)，本文歸納了故障電弧電流六條時(shí)頻特性，并劃定了各特性對(duì)應(yīng)的檢測(cè)閾值。
　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析得出的電弧特性與其閾值，本文對(duì)串聯(lián)電弧提出了基于多重判據(jù)的故障電弧檢測(cè)算法，同時(shí)對(duì)不同種類的并聯(lián)電弧提出相應(yīng)的保護(hù)策略。
　　本文的研究填補(bǔ)了國內(nèi)光伏系統(tǒng)直流故障電弧領(lǐng)域的空白，對(duì)光伏系統(tǒng)的安全建設(shè)與標(biāo)準(zhǔn)制定起到一定的促進(jìn)作用，對(duì)同類故障電弧斷路器的開發(fā)與檢測(cè)提供一定的