專(zhuān)利名稱(chēng)：基于信號(hào)回聲器區(qū)分逆變器噪音和直流電弧信號(hào)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光伏電氣故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說(shuō)本發(fā)明涉及一種采用安裝信號(hào)回聲器，區(qū)分光伏系統(tǒng)中的逆變器噪音信號(hào)與直流電弧信號(hào)的方法。
背景技術(shù)：
隨著光伏發(fā)電的大規(guī)模應(yīng)用，特別是光伏電池板在建筑物屋頂和外墻的廣泛應(yīng)用，多地多處發(fā)生了由于光伏發(fā)電系統(tǒng)所導(dǎo)致的火災(zāi)。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，這類(lèi)火災(zāi)基本是由光伏發(fā)電系統(tǒng)的直流電弧故障引起的，因此檢測(cè)和隔離引發(fā)設(shè)備損壞及火災(zāi)隱患的直流電弧故障就成為必須解決的問(wèn)題。這其中，可靠檢測(cè)出直流電弧故障已經(jīng)成為提高系統(tǒng)安全性，防止火災(zāi)隱患的一個(gè)首要任務(wù)。在電弧信號(hào)頻譜中，有一個(gè)重要的“粉紅原理”，即電弧故障時(shí)電壓和電流頻譜成反比關(guān)系，而在正常噪音時(shí)，則不存在此關(guān)系。在光伏系統(tǒng)中，直流電弧故障信號(hào)也完全滿(mǎn)足這一原理。不過(guò)，由于檢測(cè)直流電弧·故障設(shè)備安裝位置不同、光伏設(shè)備型號(hào)不同、電弧故障位置不同等，可能造成部分情況下，電弧故障這一特性被掩蓋在正常的噪音信號(hào)中，并不能被很好的檢測(cè)出來(lái)。分析噪音來(lái)源，發(fā)現(xiàn)其主要來(lái)源于光伏系統(tǒng)中的逆變器部分，原因是由于最大功率跟蹤功能或其他因素造成的電力電子器件的頻繁調(diào)節(jié)而產(chǎn)生的。本發(fā)明通過(guò)將直流電弧檢測(cè)器放置與光伏板與逆變器之間，并在直流電弧檢測(cè)器靠近光伏板側(cè)安裝有動(dòng)態(tài)信號(hào)回聲器，回聲逆變器噪音。當(dāng)變流器產(chǎn)生噪音后，將通過(guò)直流電弧檢測(cè)器，在動(dòng)態(tài)信號(hào)回聲器處形成噪音回聲，并再次通過(guò)直流電弧檢測(cè)器，通過(guò)差分的方法就可以去除這部分噪音信號(hào)，保留下的就是有效電氣信號(hào)，并可通過(guò)直流電弧檢測(cè)器的電弧“粉紅原理”檢測(cè)出是否發(fā)生了直流電弧故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是人為制造變流器噪音信號(hào)的回聲，并與噪音信號(hào)先后通過(guò)同一檢測(cè)裝置，運(yùn)用差分的方法，確認(rèn)濾除變流器噪音信號(hào)，保留有效電氣信號(hào)用于檢測(cè)直流電弧故障，以確保光伏系統(tǒng)的安全運(yùn)行，防止故障電弧引起的火災(zāi)發(fā)生。光伏系統(tǒng)中的主要噪音來(lái)源是逆變器中的電力電子器件，通過(guò)逆變器噪音信號(hào)的回聲與噪音信號(hào)本身的差分，將可確認(rèn)濾除逆變器噪音信號(hào)，并保留有效電氣信號(hào)用于檢測(cè)直流電弧故障。因此本發(fā)明通過(guò)噪音回聲器的安裝位置，直流電弧故障檢測(cè)器的安裝位置，及信號(hào)差分方法，可靠的濾除了逆變器噪音信號(hào)，保留了有效待檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括下述步驟I)安裝直流電弧故障檢測(cè)器在光伏板與光伏逆變器之間；2)安裝信號(hào)回聲器位于直流電弧故障檢測(cè)器與光伏板之間；3)通過(guò)信號(hào)回聲器反射逆變器可能發(fā)出的噪音信號(hào)通過(guò)直流電弧故障檢測(cè)器；4)在直流電弧故障檢測(cè)器中，利用差分原理，可將先后不同方向通過(guò)本檢測(cè)器的噪音信號(hào)過(guò)濾，僅保留光伏板側(cè)的有效待檢測(cè)信號(hào)。
本發(fā)明中，披露了一種實(shí)現(xiàn)光伏系統(tǒng)中區(qū)分逆變器噪音和直流電弧故障信號(hào)的方法，該方法基于差分原理，通過(guò)噪音信號(hào)回聲器，人為制造出與逆變器噪音相同的信號(hào)并通過(guò)差分的方法濾除掉該噪音信號(hào)，并只保留光伏板側(cè)發(fā)出的有效信號(hào)。其中上述步驟中信號(hào)回聲器，及差分原理的算法是已經(jīng)成熟的工程應(yīng)用算法，不在此描述。3、有益效果該方法突破了傳統(tǒng)的，利用信號(hào)濾波技術(shù)，尋找噪音信號(hào)特征并濾除逆變器噪音的思路，從信號(hào)回聲器的角度，巧妙的將外部的噪音信號(hào)利用差分原理，可靠的濾除，只保留了有效信號(hào)供直流電弧檢測(cè)器使用，避免了噪音信號(hào)干擾，防止了直流電弧檢測(cè)器的誤動(dòng)或拒動(dòng)。該方法原理簡(jiǎn)單，算法可靠，避免了直接從混雜噪音信號(hào)的電壓電流波形中檢測(cè)直流電弧故障信號(hào)的種種不確定因素。



圖中為本發(fā)明方法的原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖中I為直流電弧故障檢測(cè)器，2為信號(hào)回聲器，3為光伏電池板，4為光伏逆變器，5為光伏逆變器發(fā)出的噪音信號(hào)，6為光伏電池板側(cè)產(chǎn)生的待檢測(cè)信號(hào)，7為經(jīng)過(guò)信號(hào)回聲器返回的噪音信號(hào)，8為直流電弧故障檢測(cè)器I中的差分器，9為直流電弧故障檢測(cè)器I中的電弧故障判斷器，10為直流能量通道。圖中直流故障檢測(cè)器I安裝于光伏電池板3與光伏逆變器4之間，而信號(hào)回聲器2安裝于直流故障檢測(cè)器I與光伏電池板3之間，通過(guò)直流能量通道10進(jìn)行信號(hào)回聲器7和直流電弧故障檢測(cè)器I中的直流能量流動(dòng)。光伏逆變器4可能產(chǎn)生的噪音信號(hào)5通過(guò)直流電弧故障檢測(cè)器I并被其記錄后進(jìn)入信號(hào)回聲器2，信號(hào)回聲器將噪音信號(hào)5返回為噪音回聲7并同待檢測(cè)信號(hào)6，一同送入直流電弧故障檢測(cè)器1，直流電弧故障檢測(cè)器I中的差分器8的一端將通過(guò)噪音信號(hào)5，另一端將通過(guò)混合信號(hào)，即噪音回聲7和電弧故障信號(hào)6，則差分器的輸出端將僅為待檢測(cè)信號(hào)6，將待檢測(cè)信號(hào)6送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的電弧故障判斷器9判斷出系統(tǒng)是否發(fā)生了電弧故障。
權(quán)利要求
1.利用信號(hào)回聲器，產(chǎn)生逆變器噪音回聲濾除噪音的方法，其特征在于包括下列步驟 1)安裝直流電弧故障檢測(cè)器I在光伏板3與光伏逆變器4之間； 2)安裝信號(hào)回聲器2位于直流電弧故障檢測(cè)器I與光伏板3之間； 3)逆變器發(fā)出的噪音信號(hào)5通過(guò)信號(hào)回聲器2反射，形成噪音回聲7并同電弧故障信號(hào)6送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的差分器8 一端，逆變器發(fā)出的噪音信號(hào)5送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的差分器8中的另一端； 4)在直流電弧故障檢測(cè)器I中，利用差分原理，將差分器8的噪音信號(hào)5和噪音回聲7過(guò)濾，僅保留光伏板側(cè)的有效待檢測(cè)信號(hào)6送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的電弧故障判斷器9。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于信號(hào)回聲器區(qū)分逆變器噪音和直流電弧信號(hào)的方法，其特征在于直流電弧故障檢測(cè)器I安裝在光伏板3與光伏逆變器4之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于信號(hào)回聲器區(qū)分逆變器噪音和直流電弧信號(hào)的方法，其特征在于信號(hào)回聲器2安裝在直流電弧故障檢測(cè)器I與光伏板3之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于信號(hào)回聲器區(qū)分逆變器噪音和直流電弧信號(hào)的方法，其特征在于逆變器發(fā)出的噪音信號(hào)5通過(guò)信號(hào)回聲器2反射，形成噪音回聲7匯同電弧故障信號(hào)6送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的差分器8中的一端；逆變器發(fā)出的噪音信號(hào)5送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的差分器8中的另一端。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于信號(hào)回聲器區(qū)分逆變器噪音和直流電弧信號(hào)的方法，其特征在于直流電弧故障檢測(cè)器I中差分器8將僅輸出光伏板側(cè)的有效待檢測(cè)信號(hào)6送入直流電弧故障檢測(cè)器I中的電弧故障判斷器9中。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于信號(hào)回聲器區(qū)分逆變器噪音和直流電弧信號(hào)的方法。一般而言，為可靠的檢測(cè)出光伏發(fā)電系統(tǒng)中可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)的直流電弧故障，需要直流電弧故障檢測(cè)器能夠可靠的區(qū)分電路上的噪音信號(hào)和直流電弧故障信號(hào)。通過(guò)電弧故障時(shí)電壓和電流頻譜成反比關(guān)系這一著名的“粉紅原理”當(dāng)然可以區(qū)分噪音信號(hào)和電弧故障信號(hào)，但當(dāng)噪音信號(hào)強(qiáng)度過(guò)大而淹沒(méi)直流電弧故障信號(hào)時(shí)，則需要利用本發(fā)明提供的方法，即使用安裝在光伏板與直流電弧故障檢測(cè)器之間的信號(hào)回聲器，使逆變器噪音信號(hào)在信號(hào)回聲器處形成噪音回聲，并與噪音信號(hào)通過(guò)直流電弧故障檢測(cè)器中的差分器而濾除過(guò)大的噪音信號(hào)，僅保留有效信號(hào)供給檢測(cè)器檢測(cè)直流電弧故障使用。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102914709SQ201210379390
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者邵俊松 申請(qǐng)人:常州加伏沃新能源科技有限公司