CN116520111B - 一种光伏逆变器的电弧故障检测方法及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏逆变器的电弧故障检测方法及检测系统，涉及光伏逆变器的电弧故障检测技术领域，该系统通过检测单元、处理单元和控制模块的组合，实现对光伏逆变器工作状态的自动检测和评估，无需用户进行复杂的操作和判断；自检模块通过故障扫描、特征比对和备份记录，能够及时发现光伏逆变器的故障情况，并生成相应的预警提示。这有助于提前发现逆变器的器件老化、绝缘破裂等问题，避免逆变器故障引发的损失和火灾风险；控制模块通过生成调整策略和控制指令，对散热、断电、绝缘和恢复等模块进行控制，无需复杂的人工操作。本系统可以减轻操作人员的负担，降低培训需求。
Description
技术领域
本发明涉及光伏逆变器的电弧故障检测技术领域，具体为一种光伏逆变器的电弧故障检测方法及检测系统。
背景技术
光伏逆变器是将太阳能光伏电池板发出的直流电转换成交流电的设备，而电弧故障是指在电路中出现的不正常放电现象，可能导致电路的故障、损坏甚至火灾。现有的光伏逆变器在光伏电站中长期处于工作状态，需要用户周期性地对光伏逆变器进行维护，但是现有的供电系统需要工作人员进行复杂的操作，工作人员在培训能力不足的情况下，难以判断出哪些光伏逆变器的工作状态较差，例如光伏逆变器由于器件老化和绝缘破裂的情况，这就会导致光伏逆变的寿命大为缩短，甚至导致电弧故障，不仅增加运行成本，还有可能发生火灾现象，这就导致需要额外的培训和教育，增加了操作的复杂性和难度。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏逆变器的电弧故障检测方法及检测系统，通过检测单元、处理单元和控制模块的组合，实现对光伏逆变器工作状态的自动检测和评估，无需用户进行复杂的操作和判断。相比之下，现有的供电系统需要依赖工作人员进行周期性的维护，容易受限于工作人员的知识和经验水平，难以准确判断逆变器的工作状态；自检模块通过故障扫描、特征比对和备份记录，能够及时发现光伏逆变器的故障情况，并生成相应的预警提示。这有助于提前发现逆变器的器件老化、绝缘破裂等问题，避免逆变器故障引发的损失和火灾风险。而现有的供电系统在故障检测方面可能较为有限，无法实现自动的故障预警和自检功能；控制模块通过生成调整策略和控制指令，对散热、断电、绝缘和恢复等模块进行控制，无需复杂的人工操作。相比之下，现有的供电系统可能需要工作人员进行复杂的操作和调整，这增加了操作的复杂性和培训的成本。本系统可以减轻操作人员的负担，降低培训需求。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，包括检测单元、处理单元、控制模块、散热模块、断电模块、绝缘模块、恢复模块、自检模块和记录模块；
利用所述检测单元对光伏逆变器的工作状态进行检测，生成检测信息；所述检测单元包括工作时间检测模块、温度检测模块、电弧光谱检测模块及功率检测模块；所述工作时间检测模块，用于对光伏逆变器的持续工作时间进行记录，生成工作时间Gt；所述温度检测模块，用于对光伏逆变器的工作温度进行检测，并获取某一周期的平均温度，生成工作温度Wd；所述电弧光谱检测模块，用户对光伏逆变器内电弧故障产生的不同频率的光谱特征进行监测，生成光谱特征Gp；所述功率检测模块，对储能电池的工作的实际的工作功率进行检测，并获取该周期内的最大输出功率和输入功率，生成工作功率Gg；
所述处理单元，获取检测信息，汇总并进行评估，并依据评估结果，生成对光伏逆变器的调整策略；
所述控制模块，接收处理单元发出的调整策略，生成控制指令，对散热模块、断电模块、绝缘模块、恢复模块和自检模块中的至少一个生成控制命令，并由记录模块进行记录和存储。
优选的，所述工作温度Wd包括第一温度和第二温度，所述第一温度是由温度传感器对光伏逆变器的设备内部监测获得，所述第二温度是由温度传感器对光伏逆变器的散热器监测获得。
优选的，所述处理单元包括第一评估模块，用于接收工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg，生成检测信息数据集，并进行评估，生成逆变器状态值NP；
其中，逆变器状态值NP的生成方法如下：
接收工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg，进行归一化处理，并将者相关联，关联方法符合如下公式：
其中，，/>，/>且/>，/>为权重，/>为常数修正系数，其具体值可由用户调整设置，或者由分析函数拟合生成；
B为工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg之间的相关系数，由若干组工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg通过斯皮尔曼相关系数法进行计算得出。
优选的，所述处理单元还包括设定阈值模块和匹配策略模块；
获取逆变器状态值NP，并与设定阈值模块设置的第一阈值、第二阈值和第三阈值进行相比，当逆变器状态值NP大于第一阈值时，生成第一对比结果；当逆变器状态值NP在第一阈值和第二阈值之间时，生成第二对比结果；
在逆变器状态值NP在第二阈值和第三阈值之间时，生成第三对比结果；
在逆变器状态值NP在低于第三阈值时，生成第四对比结果；
所述匹配策略模块用于接收设定阈值模块输出的对比结果，也即是第一对比结果、第二比对结果、第三对比结果和第四对比结果，生成相应的调整策略；
针对所述设定阈值模块输出的第一对比结果、第二比对结果、第三对比结果和第四对比结果，分别生成第一调整策略、第二调整策略、第三调整策略和第四调整策略，分别对散热模块、断电模块、绝缘模块、恢复模块和自检模块进行控制。
优选的，所述控制模块接收第一控制策略，生成第一控制指令，由散热模块对光伏逆变器进行散热，并由自检模块对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块接收第二控制策略，生成第二控制指令，由断电模块对光伏逆变器进行断电保护，并由自检模块对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块接收第三控制策略，生成第三控制指令，由绝缘模块对光伏逆变器进行放电绝缘处理，且由自检模块对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块接收第四控制策略，生成第四控制指令，由恢复模块对光伏逆变器进行恢复重启处理，且由自检模块对光伏逆变器进行自检，输出自检结果。
优选的，还包括预警模块，当光伏逆变器状态值NP不大于第一阈值时，利用自检模块对光伏逆变器进行自检，生成自检结果；并且由记录模块依据自检模块获取的自检结果，进行存储，并评估确定可选择的应对方案，对其中评估值最高的应对方案进行输出和备份；预警模块获得由控制模块输出应对方案，在应对方案使用之后，核验应对方案是否有效，如果无效，则发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器进行处理。
优选的，所述自检模块包括电弧故障扫描模块、电弧故障特征库和备份单元；
所述电弧故障扫描模块，确定逆变器状态值NP不大于第一阈值的光伏逆变器，对光伏逆变器进行一个周期的电弧故障扫描，确定电弧故障特征并输出；
所述电弧故障特征库，获取电弧故障特征并与库中存储的已知的电弧故障特征进行比对，确定是否该电弧故障特征是否已知，如果为非已知特征，则由备份单元对电弧故障特征进行备份记录。
优选的，所述控制模块包括方案库和维修模块，在判断光伏逆变器的电弧故障特征为已知故障时，依据相应的故障特征，从方案库中检索相应的解决方案，如果存在相应的解决方案，则进行输出；
所述维修模块，接收到解决方案，并对相应的电弧故障完成维修后，由电弧故障扫描模块进行再次扫描，判断光伏逆变器的电弧故障是否解决完毕，依据判断结果，发送至方案库进行评估；
若方案库识别评估未解决完毕，则发送至预警模块发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器进行处理，并且按照逆变器状态值NP最高值进行排序，设置相对应的预警频率。
优选的，所述第一控制指令、第二控制指令、第三控制指令和第四控制指令分别设置为第一优先级、第二优先级、第三优先级和第四优先级。
一种光伏逆变器的电弧故障检测方法，包括以下步骤，
S1、检测单元通过工作时间检测模块、温度检测模块、电弧光谱检测模块和功率检测模块对光伏逆变器的工作状态进行检测，并生成相应的检测信息，包括工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp和工作功率Gg；
S2、处理单元接收检测信息并汇总评估，生成逆变器状态值NP；逆变器状态值NP的生成方法涉及工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp和工作功率Gg的归一化处理和相关性计算；
S3、控制模块接收处理单元生成的逆变器状态值NP，并根据评估结果生成对逆变器的调整策略；设定阈值模块和匹配策略模块用于设置阈值并生成相应的对比结果和调整策略，针对不同的逆变器状态值NP进行匹配和处理；
控制模块生成相应的控制指令，分别对散热模块、断电模块、绝缘模块、恢复模块和自检模块中的至少一个模块生成控制命令，进行相应的控制和操作，并由记录模块进行记录和存储；
S4、自检模块包括电弧故障扫描模块、电弧故障特征库和备份单元，用于对光伏逆变器进行故障扫描、特征比对和备份记录；
S5、维修模块接收解决方案并对电弧故障进行维修，再次使用电弧故障扫描模块对光伏逆变器进行扫描，判断故障是否解决。根据判断结果，将结果发送至方案库进行评估。控制模块根据方案库的评估结果，判断故障是否完全解决；如果解决方案无效，则发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器；并根据逆变器状态值NP的排序，设置相应的预警频率。
（三）有益效果
本发明提供了一种光伏逆变器的电弧故障检测方法及检测系统。具备以下有益效果：
（1）该一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，本系统通过检测单元、处理单元和控制模块的组合，实现对光伏逆变器工作状态的自动检测和评估，无需用户进行复杂的操作和判断。相比之下，现有的供电系统需要依赖工作人员进行周期性的维护，容易受限于工作人员的知识和经验水平，难以准确判断逆变器的工作状态。
（2）该一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，本系统中的自检模块通过故障扫描、特征比对和备份记录，能够及时发现光伏逆变器的故障情况，并生成相应的预警提示。这有助于提前发现逆变器的器件老化、绝缘破裂等问题，避免逆变器故障引发的损失和火灾风险。而现有的供电系统在故障检测方面可能较为有限，无法实现自动的故障预警和自检功能。
（3）该一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，本系统中的控制模块通过生成调整策略和控制指令，对散热、断电、绝缘和恢复等模块进行控制，无需复杂的人工操作。相比之下，现有的供电系统可能需要工作人员进行复杂的操作和调整，这增加了操作的复杂性和培训的成本。本系统可以减轻操作人员的负担，降低培训需求。
附图说明
图1为本发明光伏逆变器的电弧故障检测系统框图流程示意图；
图中：1、检测单元；2、处理单元；3、控制模块；4、散热模块；5、断电模块；6、绝缘模块；7、恢复模块；8、自检模块；9、记录模块；10、预警模块；
11、工作时间检测模块；12、温度检测模块；13、电弧光谱检测模块；14、功率检测模块；20、第一评估模块；21、设定阈值模块；22、匹配策略模块；31、方案库；32、维修模块；81、电弧故障扫描模块；82、电弧故障特征库；83、备份单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的光伏逆变器在光伏电站中长期处于工作状态，需要用户周期性地对光伏逆变器进行维护，但是现有的供电系统需要工作人员进行复杂的操作，工作人员在培训能力不足的情况下，难以判断出哪些光伏逆变器的工作状态较差，例如光伏逆变器由于器件老化和绝缘破裂的情况，这就会导致光伏逆变的寿命大为缩短，甚至导致电弧故障，不仅增加运行成本，还有可能发生火灾现象，这就导致需要额外的培训和教育，增加了操作的复杂性和难度。
实施例1
本发明提供一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，请参阅图1，包括检测单元1、处理单元2、控制模块3、散热模块4、断电模块5、绝缘模块6、恢复模块7、自检模块8和记录模块9；
利用所述检测单元1对光伏逆变器的工作状态进行检测，生成检测信息；所述检测单元1包括工作时间检测模块11、温度检测模块12、电弧光谱检测模块13及功率检测模块14；所述工作时间检测模块11，用于对光伏逆变器的持续工作时间进行记录，生成工作时间Gt；所述温度检测模块12，用于对光伏逆变器的工作温度进行检测，并获取某一周期的平均温度，生成工作温度Wd；所述电弧光谱检测模块13，用户对光伏逆变器内电弧故障产生的不同频率的光谱特征进行监测，生成光谱特征Gp；所述功率检测模块14，对储能电池的工作的实际的工作功率进行检测，并获取该周期内的最大输出功率和输入功率，生成工作功率Gg；这样可以及时发现电弧故障并生成相应的检测信息，提高故障检测的准确性和及时性。
所述处理单元2，获取检测信息，汇总并进行评估，并依据评估结果，生成对光伏逆变器的调整策略；这种综合评估能够更全面地分析光伏逆变器的工作状态，从而制定适合的调整策略，提高光伏逆变器的性能和稳定性。
所述控制模块3，接收处理单元2发出的调整策略，生成控制指令，对散热模块4、断电模块5、绝缘模块6、恢复模块7和自检模块8中的至少一个生成控制命令，并由记录模块9进行记录和存储。控制模块3接收处理单元2生成的调整策略，并生成相应的控制指令，对散热模块4、断电模块5、绝缘模块6、恢复模块7和自检模块8进行精确控制；同时，记录模块9对控制命令进行记录和存储，以便后续分析和追溯。
本实施例中，系统中的散热模块4、断电模块5、绝缘模块6、恢复模块7和自检模块8提供了电弧故障恢复和自检的能力。根据控制指令进行相应的操作，包括散热、断电保护、放电绝缘和恢复重启等，从而实现光伏逆变器的故障恢复和系统自检；光伏逆变器的电弧故障检测系统通过综合监测、评估和控制等功能，能够提高光伏逆变器的故障检测和恢复能力，保障系统的安全性和稳定性。
本系统通过检测单元1、处理单元2和控制模块3的组合，实现对光伏逆变器工作状态的自动检测和评估，无需用户进行复杂的操作和判断。相比之下，现有的供电系统需要依赖工作人员进行周期性的维护，容易受限于工作人员的知识和经验水平，难以准确判断逆变器的工作状态。
实施例2，本实施例是在实施例1中的解释说明，请参阅图1，具体的，所述工作温度Wd包括第一温度和第二温度，所述第一温度是由温度传感器对光伏逆变器的设备内部监测获得，所述第二温度是由温度传感器对光伏逆变器的散热器监测获得。第一温度监测设备内部温度，可以提供逆变器内部核心部件的温度信息。第二温度监测散热器温度，可以提供逆变器散热效果的反馈。通过比较第一温度和第二温度之间的差异，可以评估光伏逆变器内部温度和散热器温度之间的热传导效果。如果温度差异较大，可能意味着散热不良或散热器存在问题，需要及时采取措施来改善散热效果。通过记录和分析第一温度和第二温度的变化趋势，可以进行故障分析和诊断。例如，如果第一温度升高而第二温度保持稳定，可能意味着逆变器内部某个组件出现故障。这有助于快速定位问题并采取适当的维修措施。
实施例3，本实施例是在实施例1中的解释说明，请参阅图1，具体的，所述处理单元2包括第一评估模块20，用于接收工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg，生成检测信息数据集，并进行评估，生成逆变器状态值NP；
其中，逆变器状态值NP的生成方法如下：
接收工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg，进行归一化处理，并将者相关联，关联方法符合如下公式：
其中，，/>，/>且/>，/>为权重，/>为常数修正系数，其具体值可由用户调整设置，或者由分析函数拟合生成；
B为工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg之间的相关系数，由若干组工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg通过斯皮尔曼相关系数法进行计算得出。
本实施例中，逆变器状态值NP的生成方法通过综合考虑多个关键参数并可调整参数权重，结合相关系数分析，提供了一种综合评估逆变器状态的方法，有助于实现更准确、可定制和可解释的逆变器状态评估。这将提高对逆变器性能和故障状态的理解，为运维人员提供更有效的决策依据，并输入至处理单元2中调整策略方案。
实施例4，本实施例是在实施例1中的解释说明，请参阅图1，具体的，所述处理单元2还包括设定阈值模块21和匹配策略模块22；
获取逆变器状态值NP，并与设定阈值模块21设置的第一阈值、第二阈值和第三阈值进行相比，当逆变器状态值NP大于第一阈值时，生成第一对比结果；当逆变器状态值NP在第一阈值和第二阈值之间时，生成第二对比结果；
在逆变器状态值NP在第二阈值和第三阈值之间时，生成第三对比结果；
在逆变器状态值NP在低于第三阈值时，生成第四对比结果；
所述匹配策略模块22用于接收设定阈值模块21输出的对比结果，也即是第一对比结果、第二比对结果、第三对比结果和第四对比结果，生成相应的调整策略；
针对所述设定阈值模块21输出的第一对比结果、第二比对结果、第三对比结果和第四对比结果，分别生成第一调整策略、第二调整策略、第三调整策略和第四调整策略，分别对散热模块4、断电模块5、绝缘模块6、恢复模块7和自检模块8进行控制。
本实施例中，处理单元2中的设定阈值模块21和匹配策略模块22提供了灵活的阈值设定和多阶段的故障对比与调整策略，能够实现精细化的控制和差异化的故障应对，从而提高光伏逆变器系统的可靠性和性能。
实施例5，本实施例是在实施例4中的解释说明，请参阅图1，具体的，所述控制模块3接收第一控制策略，生成第一控制指令，由散热模块4对光伏逆变器进行散热，并由自检模块8对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块3接收第二控制策略，生成第二控制指令，由断电模块5对光伏逆变器进行断电保护，并由自检模块8对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块3接收第三控制策略，生成第三控制指令，由绝缘模块6对光伏逆变器进行放电绝缘处理，且由自检模块8对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块3接收第四控制策略，生成第四控制指令，由恢复模块7对光伏逆变器进行恢复重启处理，且由自检模块8对光伏逆变器进行自检，输出自检结果。
所述第一控制指令、第二控制指令、第三控制指令和第四控制指令分别设置为第一优先级、第二优先级、第三优先级和第四优先级。这有助于确定故障处理的紧急程度和重要性，确保在处理故障时首先采取最合适和最关键的措施。
本实施例中，通过控制模块3接收不同的控制策略，可以针对不同的故障情况采取相应的处理措施。散热模块4对光伏逆变器进行散热，断电模块5进行断电保护，绝缘模块6进行放电绝缘，恢复模块7进行恢复重启。同时，自检模块8对光伏逆变器进行自检，以验证处理结果的有效性。控制模块3根据接收的控制策略生成相应的控制指令，实现对光伏逆变器的自动化操作。这样可以减少运维人员的手动干预，提高操作的准确性和效率，同时降低人为错误的风险。不同的控制策略针对不同的故障情况进行操作，可以实现故障的隔离与恢复。通过断电保护、放电绝缘和恢复重启等操作，可以及时解决光伏逆变器的故障，提高系统的可靠性和稳定性。自检模块8对光伏逆变器进行自检，并输出自检结果。这有助于诊断故障的根本原因，并生成相应的报告。运维人员可以根据自检结果进行进一步的故障分析和处理，从而更好地维护光伏逆变器的运行。
本系统中的控制模块3通过生成调整策略和控制指令，对散热、断电、绝缘和恢复等模块进行控制，无需复杂的人工操作。相比之下，现有的供电系统可能需要工作人员进行复杂的操作和调整，这增加了操作的复杂性和培训的成本。本系统可以减轻操作人员的负担，降低培训需求。
控制模块3接收不同的控制策略并生成相应的控制指令，结合自检模块8的自检功能，实现了光伏逆变器的故障处理、自检和报告，提高了系统的可靠性和运行效率。
实施例6，本实施例是在实施例3中的解释说明，请参阅图1，具体的，还包括预警模块10，当光伏逆变器状态值NP不大于第一阈值时，利用自检模块8对光伏逆变器进行自检，生成自检结果；并且由记录模块9依据自检模块8获取的自检结果，进行存储，并评估确定可选择的应对方案，对其中评估值最高的应对方案进行输出和备份；预警模块10获得由控制模块3输出应对方案，在该应对方案使用之后，核验应对方案是否有效，如果无效，则发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器进行处理。
本实施例中，预警模块10通过自检、数据存储、评估和应对方案选择，实现了对光伏逆变器状态的自动化预警和处理，提高了故障检测和处理的及时性和准确性。它可以帮助运维人员快速响应故障，并采取适当的措施进行处理，从而保证光伏逆变器的稳定运行。
实施例6，本实施例是在实施例3中的解释说明，请参阅图1，具体的，所述自检模块8包括电弧故障扫描模块81、电弧故障特征库82和备份单元83；
所述电弧故障扫描模块81，确定逆变器状态值NP不大于第一阈值的光伏逆变器，对光伏逆变器进行一个周期的电弧故障扫描，确定电弧故障特征并输出；
所述电弧故障特征库82，获取电弧故障特征并与库中存储的已知的电弧故障特征进行比对，确定是否该电弧故障特征是否已知，如果为非已知特征，则由备份单元83对电弧故障特征进行备份记录。这样可以确定检测到的电弧故障特征是否已知。如果是非已知特征，说明可能是新的故障类型或变种，需要进一步研究和处理。备份记录用于故障诊断和未来的故障分析。同时，备份记录还可以为故障处理和故障预防提供重要的参考和依据。
本系统中的自检模块8通过故障扫描、特征比对和备份记录，能够及时发现光伏逆变器的故障情况，并生成相应的预警提示。这有助于提前发现逆变器的器件老化、绝缘破裂等问题，避免逆变器故障引发的损失和火灾风险。而现有的供电系统在故障检测方面可能较为有限，无法实现自动的故障预警和自检功能。
本实施例中，自检模块8中的电弧故障扫描模块81、电弧故障特征库82和备份单元83实现了对电弧故障的扫描、识别和备份记录，为故障诊断、预防和处理提供了重要的支持和参考。这有助于提高光伏逆变器电弧故障检测系统的可靠性和稳定性。
实施例7，本实施例是在实施例6中的解释说明，请参阅图1，具体的，所述控制模块3包括方案库31和维修模块32，在判断光伏逆变器的电弧故障特征为已知故障时，依据相应的故障特征，从方案库31中检索相应的解决方案，如果存在相应的解决方案，则进行输出；
所述维修模块32，接收到解决方案，并对相应的电弧故障完成维修后，由电弧故障扫描模块81进行再次扫描，判断光伏逆变器的电弧故障是否解决完毕，依据判断结果，发送至方案库31进行评估；
若方案库31识别评估未解决完毕，则发送至预警模块10发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器进行处理，并且按照逆变器状态值NP最高值进行排序，设置相对应的预警频率。从而提醒用户处理最紧急和关键的故障情况。
本实施例中：控制模块3中的方案库31和维修模块32实现了故障解决方案的检索、输出和评估，以及故障的维修和验证。这有助于提高故障处理的效率和准确性，并确保光伏逆变器故障得到及时解决和彻底修复。
一种光伏逆变器的电弧故障检测方法，请参阅图1，包括以下步骤，
S1、检测单元1通过工作时间检测模块11、温度检测模块12、电弧光谱检测模块13和功率检测模块14对光伏逆变器的工作状态进行检测，并生成相应的检测信息，包括工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp和工作功率Gg；
S2、处理单元2接收检测信息并汇总评估，生成逆变器状态值NP；逆变器状态值NP的生成方法涉及工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp和工作功率Gg的归一化处理和相关性计算；
S3、控制模块3接收处理单元2生成的逆变器状态值NP，并根据评估结果生成对逆变器的调整策略；设定阈值模块21和匹配策略模块22用于设置阈值并生成相应的对比结果和调整策略，针对不同的逆变器状态值NP进行匹配和处理；
控制模块3生成相应的控制指令，分别对散热模块4、断电模块5、绝缘模块6、恢复模块7和自检模块8中的至少一个模块生成控制命令，进行相应的控制和操作，并由记录模块9进行记录和存储；
S4、自检模块8包括电弧故障扫描模块81、电弧故障特征库82和备份单元83，用于对光伏逆变器进行故障扫描、特征比对和备份记录；
S5、维修模块32接收解决方案并对电弧故障进行维修，再次使用电弧故障扫描模块81对光伏逆变器进行扫描，判断故障是否解决。根据判断结果，将结果发送至方案库31进行评估。控制模块3根据方案库31的评估结果，判断故障是否完全解决；如果解决方案无效，则发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器；并根据逆变器状态值NP的排序，设置相应的预警频率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：包括检测单元（1）、处理单元（2）、控制模块（3）、散热模块（4）、断电模块（5）、绝缘模块（6）、恢复模块（7）、自检模块（8）和记录模块（9）；
利用所述检测单元（1）对光伏逆变器的工作状态进行检测，生成检测信息；所述检测单元（1）包括工作时间检测模块（11）、温度检测模块（12）、电弧光谱检测模块（13）及功率检测模块（14）；所述工作时间检测模块（11），用于对光伏逆变器的持续工作时间进行记录，生成工作时间Gt；所述温度检测模块（12），用于对光伏逆变器的工作温度进行检测，并获取某一周期的平均温度，生成工作温度Wd；所述电弧光谱检测模块（13），用户对光伏逆变器内电弧故障产生的不同频率的光谱特征进行监测，生成光谱特征Gp；所述功率检测模块（14），对储能电池的工作的实际的工作功率进行检测，并获取该周期内的最大输出功率和输入功率，生成工作功率Gg；
所述处理单元（2），获取检测信息，汇总并进行评估，并依据评估结果，生成对光伏逆变器的调整策略；所述处理单元（2）包括第一评估模块（20），用于接收工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg，生成检测信息数据集，并进行评估，生成逆变器状态值NP；
其中，逆变器状态值NP的生成方法如下：
接收工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg，进行归一化处理，并将者相关联，关联方法符合如下公式：
其中，，/>，/>且/>，/>为权重，/>为常数修正系数，其具体值可由用户调整设置，或者由分析函数拟合生成；
B为工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg之间的相关系数，由若干组工作温度Wd、光谱特征Gp及工作功率Gg通过斯皮尔曼相关系数法进行计算得出；
所述处理单元（2）还包括设定阈值模块（21）和匹配策略模块（22）；
获取逆变器状态值NP，并与设定阈值模块（21）设置的第一阈值、第二阈值和第三阈值进行相比，当逆变器状态值NP大于第一阈值时，生成第一对比结果；当逆变器状态值NP在第一阈值和第二阈值之间时，生成第二对比结果；
在逆变器状态值NP在第二阈值和第三阈值之间时，生成第三对比结果；
在逆变器状态值NP在低于第三阈值时，生成第四对比结果；
所述匹配策略模块（22）用于接收设定阈值模块（21）输出的对比结果，也即是第一对比结果、第二比对结果、第三对比结果和第四对比结果，生成相应的调整策略；
针对所述设定阈值模块（21）输出的第一对比结果、第二比对结果、第三对比结果和第四对比结果，分别生成第一调整策略、第二调整策略、第三调整策略和第四调整策略，分别对散热模块（4）、断电模块（5）、绝缘模块（6）、恢复模块（7）和自检模块（8）进行控制；
所述控制模块（3），接收处理单元（2）发出的调整策略，生成控制指令，对散热模块（4）、断电模块（5）、绝缘模块（6）、恢复模块（7）和自检模块（8）中的至少一个生成控制命令，并由记录模块（9）进行记录和存储。
2.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：所述工作温度Wd包括第一温度和第二温度，所述第一温度是由温度传感器对光伏逆变器的设备内部监测获得，所述第二温度是由温度传感器对光伏逆变器的散热器监测获得。
3.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：所述控制模块（3）接收第一控制策略，生成第一控制指令，由散热模块（4）对光伏逆变器进行散热，并由自检模块（8）对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块（3）接收第二控制策略，生成第二控制指令，由断电模块（5）对光伏逆变器进行断电保护，并由自检模块（8）对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块（3）接收第三控制策略，生成第三控制指令，由绝缘模块（6）对光伏逆变器进行放电绝缘处理，且由自检模块（8）对光伏逆变器进行自检，输出自检结果；
所述控制模块（3）接收第四控制策略，生成第四控制指令，由恢复模块（7）对光伏逆变器进行恢复重启处理，且由自检模块（8）对光伏逆变器进行自检，输出自检结果。
4.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：还包括预警模块（10），当光伏逆变器状态值NP不大于第一阈值时，利用自检模块（8）对光伏逆变器进行自检，生成自检结果；并且由记录模块（9）依据自检模块（8）获取的自检结果，进行存储，并评估确定可选择的应对方案，对其中评估值最高的应对方案进行输出和备份；预警模块（10）获得由控制模块（3）输出应对方案，在应对方案使用之后，核验应对方案是否有效，如果无效，则发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器进行处理。
5.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：所述自检模块（8）包括电弧故障扫描模块（81）、电弧故障特征库（82）和备份单元（83）；
所述电弧故障扫描模块（81），确定逆变器状态值NP不大于第一阈值的光伏逆变器，对光伏逆变器进行一个周期的电弧故障扫描，确定电弧故障特征并输出；
所述电弧故障特征库（82），获取电弧故障特征并与库中存储的已知的电弧故障特征进行比对，确定是否该电弧故障特征是否已知，如果为非已知特征，则由备份单元（83）对电弧故障特征进行备份记录。
6.根据权利要求1所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：所述控制模块（3）包括方案库（31）和维修模块（32），在判断光伏逆变器的电弧故障特征为已知故障时，依据相应的故障特征，从方案库（31）中检索相应的解决方案，如果存在相应的解决方案，则进行输出；
所述维修模块（32），接收到解决方案，并对相应的电弧故障完成维修后，由电弧故障扫描模块（81）进行再次扫描，判断光伏逆变器的电弧故障是否解决完毕，依据判断结果，发送至方案库（31）进行评估；
若方案库（31）识别评估未解决完毕，则发送至预警模块（10）发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器进行处理，并且按照逆变器状态值NP最高值进行排序，设置相对应的预警频率。
7.根据权利要求3所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统，其特征在于：所述第一控制指令、第二控制指令、第三控制指令和第四控制指令分别设置为第一优先级、第二优先级、第三优先级和第四优先级。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种光伏逆变器的电弧故障检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1、检测单元（1）通过工作时间检测模块（11）、温度检测模块（12）、电弧光谱检测模块（13）和功率检测模块（14）对光伏逆变器的工作状态进行检测，并生成相应的检测信息，包括工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp和工作功率Gg；
S2、处理单元（2）接收检测信息并汇总评估，生成逆变器状态值NP；逆变器状态值NP的生成方法涉及工作时间Gt、工作温度Wd、光谱特征Gp和工作功率Gg的归一化处理和相关性计算；
S3、控制模块（3）接收处理单元（2）生成的逆变器状态值NP，并根据评估结果生成对逆变器的调整策略；设定阈值模块（21）和匹配策略模块（22）用于设置阈值并生成相应的对比结果和调整策略，针对不同的逆变器状态值NP进行匹配和处理；
控制模块（3）生成相应的控制指令，分别对散热模块（4）、断电模块（5）、绝缘模块（6）、恢复模块（7）和自检模块（8）中的至少一个模块生成控制命令，进行相应的控制和操作，并由记录模块（9）进行记录和存储；
S4、自检模块（8）包括电弧故障扫描模块（81）、电弧故障特征库（82）和备份单元（83），用于对光伏逆变器进行故障扫描、特征比对和备份记录；
S5、维修模块（32）接收解决方案并对电弧故障进行维修，再次使用电弧故障扫描模块（81）对光伏逆变器进行扫描，判断故障是否解决；根据判断结果，将结果发送至方案库（31）进行评估；控制模块（3）根据方案库（31）的评估结果，判断故障是否完全解决；如果解决方案无效，则发出预警，提醒用户手动调整光伏逆变器；并根据逆变器状态值NP的排序，设置相应的预警频率。
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