本發(fā)明涉及光伏控制，具體涉及一種光伏直流電弧故障檢測裝置。

背景技術：

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)是指一種利用太陽光能、采用特殊材料諸如晶硅板構成的太陽能光伏板、逆變器等電子元件組成的發(fā)電系統(tǒng)，并可與電網相連、與電網進行雙向輸送電力的體系。當光伏發(fā)電系統(tǒng)投入使用后，由于太陽能光伏板等長期暴露在露天環(huán)境下會導致老化等情況的發(fā)生，在光伏系統(tǒng)內部易產生直流電弧故障從而導致器件損壞，甚至引發(fā)火災，發(fā)生直流拉弧故障的風險越來越大，對群眾生命財產安全構成威脅，因此對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的直流拉弧進行準確可靠地監(jiān)測就顯得尤為重要。

2、目前光伏發(fā)電系統(tǒng)直流拉弧智能檢測(afci)技術中，由于太陽能光伏板與逆變器之間的線纜有時會很長，超出了現有afci技術的最大檢測范圍，另外，隨著線纜長度越來越長，拉弧位置與拉弧傳感器之間的線路阻抗也會越來越大，這樣就會削弱拉弧發(fā)生時電弧特征信號的強度，造成拉弧漏報的風險。如果放大調理電路的整體增益，可以增強拉弧發(fā)生時電弧特征信號的強度，這樣可以實現長線纜下的直流電弧的檢測，但是容易在紋波較大的工況下使調理電路的處理控制器的ad口飽和，造成電弧故障檢測功能失效，無法覆蓋逆變器的全部工況。

3、因此，如何調整后端的調理電路使得afci電弧故障檢測功能都不會因ad口飽和而失效，且能完成長線纜下的直流電弧的檢測，是本技術所針對解決的技術問題。

技術實現思路

1、本發(fā)明的一個主要目的在于克服上述的至少一種缺陷，是要提供一種光伏直流電弧故障檢測裝置，其能夠提高afci電弧檢測的檢測準確性與安全性，整體電路結構簡單，成本低。

2、為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

3、本發(fā)明提供了一種光伏直流電弧故障檢測裝置，用于光儲系統(tǒng)，光儲系統(tǒng)包括太陽能電池板、逆變器，所述太陽能電池板通過輸出相線連接所述逆變器，其特征在于，故障檢測裝置包括：

4、電流感應模塊，與所述輸出相線相連，用于感應檢測所述輸出相線的電流變化；

5、運放濾波模塊，與所述電流感應模塊相連，用于對所述電流感應模塊的輸出電流信號予以放大并濾波；

6、控制處理模塊，與所述運放濾波模塊相連，被配置為對所述運放濾波模塊輸出的所述待檢信號進行分析，用于根據濾波后的電流信號判斷是否發(fā)生直流電弧故障；

7、其中，所述控制處理模塊具有增益調節(jié)端口，所述增益調節(jié)端口與所述電流感應模塊或者運放濾波模塊相連，所述電流感應模塊或者運放濾波模塊的增益參數可調節(jié)，用于根據所述控制處理模塊的數字輸入口是否飽和調整所述增益參數。

8、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，設置有至少兩組增益不等的所述電流感應模塊和/或至少兩組增益不等的運放濾波模塊，用于形成至少兩組不同增益下的電流特征信號，所述至少兩組增益下的電流特征信號送至所述控制處理模塊作為判斷是否發(fā)生直流電弧故障的依據，并且其中至少一組增益下的電流特征信號為未使得控制處理模塊的ad口飽和的有效信號。

9、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述電流感應模塊包括電流檢測機構和采樣電阻，所述電流檢測機構與所述輸出相線相連，所述采樣電阻與所述電流檢測機構相連，所述運放濾波模塊與所述采樣電阻相連、用于放大所述采樣電阻的采樣電流并濾除噪聲信號。

10、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，至少兩組增益不等的所述電流感應模塊中，每組所述電流感應模塊中的電流檢測機構和/或采樣電阻的工作參數不同。

11、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述電流檢測機構采用的是電流傳感器或者電流互感器；

12、可選地，每組所述電流感應模塊中的電流傳感器或者電流互感器的感應倍數不同。

13、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述運放濾波模塊包括運算放大器與帶通濾波器，所述電流感應模塊的輸出信號依次經所述運算放大器放大后送入所述帶通濾波器濾除高頻噪聲。

14、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，至少兩組增益不等的運放濾波模塊中，每組所述運放濾波模塊中的運算放大器和帶通濾波器的工作參數不同。

15、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，還包括斷路執(zhí)行模塊，所述控制處理模塊的輸出控制端與所述斷路執(zhí)行模塊相連，所述斷路執(zhí)行模塊串聯(lián)在所述輸出相線中。

16、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，光伏直流電弧故障檢測裝置配置于所述逆變器內，所述控制處理模塊的信號輸出端與所述逆變器相連，用于反饋直流電弧故障狀態(tài)信號。

17、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述控制處理模塊包括模數轉換機構和mcu處理器，模數轉換機構用于將模擬量的電流信號轉換為數字信號再送入所述mcu處理器，進行直流電弧故障的判斷，根據處理得到的電流特征值判斷是否有直流電弧故障產生。

18、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述控制處理模塊為增益可調節(jié)器件，所述控制處理模塊被配置為可對所述電流感應模塊或者運放濾波模塊發(fā)出控制調整增益的增益參數，用于根據所述控制處理模塊的數字輸入口是否飽和調整所述增益參數。

19、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述控制處理模塊被配置為通過以下方式對所述電流感應模塊或者運放濾波模塊發(fā)出控制調整增益的增益參數：

20、如果所述運放濾波模塊所送出的待檢信號使得所述控制處理模塊的數字輸入口飽和，則所述控制處理模塊減小向所述電流感應模塊或者運放濾波模塊發(fā)出的增益參數；

21、如果所述運放濾波模塊所送出的待檢信號未使得所述控制處理模塊的數字輸入口飽和，則所述控制處理模塊增大向所述電流感應模塊或者運放濾波模塊發(fā)出的增益參數。

22、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述電流感應模塊包括電流檢測單元和采樣電阻，所述電流檢測單元與所述輸出相線相連，所述采樣電阻與所述電流檢測單元相連，所述運放濾波模塊與所述采樣電阻相連、用于放大所述采樣電阻的采樣電流并濾除噪聲形成所述待檢信號，所述電流檢測單元和采樣電阻至少其一為可編程邏輯器件。

23、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述電流檢測單元采用的是接收所述增益參數可進行增益調節(jié)的可調型電流傳感器；

24、優(yōu)選地，所述可調型電流傳感器為電流感應系數可調的可編程邏輯器件。

25、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述采樣電阻采用的是接收所述增益參數可進行增益調節(jié)的可調型電阻；

26、優(yōu)選地，所述可調型電阻為電阻可調的可編程邏輯器件。

27、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述運放濾波模塊包括運算放大器與帶通濾波器，所述電流感應模塊的輸出信號依次經所述運算放大器放大后送入所述帶通濾波器濾除高頻噪聲，送出所述待檢信號；

28、所述運算放大器與帶通濾波器采用的是接收所述增益參數可進行增益調節(jié)的可調型運算放大器與可調型帶通濾波器；

29、優(yōu)選地，所述可調型運算放大器為放大系數可調的可編程邏輯器件，可調型帶通濾波器為濾波頻帶可調的可編程邏輯器件。

30、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，還包括斷路執(zhí)行模塊，所述控制處理模塊的輸出控制端與所述斷路執(zhí)行模塊相連，所述斷路執(zhí)行模塊串聯(lián)在所述輸出相線中，所述斷路執(zhí)行單元被配置為根據所述控制處理模塊對于直流電弧故障的判斷結果斷開所述輸出相線。

31、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，光伏直流電弧故障檢測裝置配置于所述逆變器內，所述控制處理模塊的信號輸出端與所述逆變器相連，用于向所述逆變器反饋直流電弧故障狀態(tài)信號。

32、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述控制處理模塊包括模數轉換機構和mcu處理器，所述模數轉換機構用于將模擬量的所述待檢信號轉換為數字信號再送入所述mcu處理器，進行直流電弧故障的判斷，根據處理得到的電流特征值判斷是否有直流電弧故障產生。

33、根據本發(fā)明的其中一個實施方式，所述控制處理模塊中預配置有飽和閾值，在所述控制處理模塊在進行直流電弧故障的判斷前，將所述運放濾波模塊所送出的待檢信號與所述飽和閾值進行比較，用于判斷所述控制處理模塊的數字輸入口是否達到飽和：

34、如果所述運放濾波模塊所送出的待檢信號大于等于預設的飽和閾值，則所述控制處理模塊減小向所述電流感應模塊或者運放濾波模塊發(fā)出的增益參數；

35、如果所述運放濾波模塊所送出的待檢信號小于預設的飽和閾值，則所述控制處理模塊增大向所述電流感應模塊或者運放濾波模塊發(fā)出的增益參數。

36、與現有技術相比較，本發(fā)明專利申請的光伏直流電弧故障檢測裝置的優(yōu)點及有益效果在于：

37、本技術的光伏直流電弧故障檢測裝置，其或者通過對電流感應模塊、運放濾波模塊的工作參數的選擇控制，生成至少兩組不同增益的電流特征信號，保證控制處理模塊中的ad口在其中至少一組增益下的電流特征信號下不會飽和；或者通過對控制處理模塊的空指令控制，實現對電流感應模塊、運放濾波模塊的工作參數的選擇，保證控制處理模塊中的ad口不會飽和。據此，保證采樣處理模塊的工作正常，防止其因ad口飽和而導致電弧故障檢測功能失效，這就能夠保證光伏直流電弧故障檢測的穩(wěn)定性，另外，至少一組增益下的電流特征信號的強度高，能夠盡可能保證適應長線纜的電弧故障檢測，提高光伏直流電弧故障檢測的準確性。