【摘要】：隨著光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,光伏系統(tǒng)中發(fā)生火災(zāi)的頻率也不斷增高,嚴(yán)重危害了光伏系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一些研究結(jié)果表明,光伏系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)的直接原因是直流故障電弧導(dǎo)致的。直流電弧不具有過零點(diǎn)、周期性等特性,呈現(xiàn)高溫高熱、持續(xù)時(shí)間比較短的特點(diǎn),同時(shí)光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致光伏系統(tǒng)的直流故障電弧檢測具有很大的難度,對光伏系統(tǒng)中的直流故障電弧檢測研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文首先在搭建了光伏系統(tǒng)直流故障電弧仿真的基礎(chǔ)上,搭建了光伏系統(tǒng)直流故障電弧數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)平臺,并對采集裝置進(jìn)行了硬件和軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),通過該實(shí)驗(yàn)平臺采集了故障電弧和正常工作情況下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。并以故障電弧電流的方差、峰峰值和頻域的高頻能量作為特征。接著,從數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的理論和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行介紹,探討數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在直流故障電弧檢測的可行性。提出兩種不同的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算子及其組合,將其應(yīng)用在直流故障電弧上,研究其效果。第一個(gè)是基于形態(tài)學(xué)閉開一開閉梯度變換對故障電弧進(jìn)行分析;第二個(gè)是基于多級的不同數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波器對故障電弧進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明兩種方法從不同角度對故障電弧特征進(jìn)行了提取,可以用于直流故障電弧檢測的應(yīng)用上,為解決直流故障電弧提供了另外一種方法和思路。最后,基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了一個(gè)光伏系統(tǒng)直流故障電弧識別的方案,循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)適用于處理時(shí)間序列相關(guān)的任務(wù),該實(shí)驗(yàn)中利用循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提取特征,結(jié)合前面提取的多個(gè)特征,在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行訓(xùn)練,最終對直流故障電弧進(jìn)行識別,得到了 98.24%準(zhǔn)確率的分類結(jié)果,實(shí)驗(yàn)表明,我們所設(shè)計(jì)的基于循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的直流故障電弧識別方案具有較高的準(zhǔn)確性,對今后的研究有一定的參考價(jià)值和借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615;TM501.2
【圖文】：

信號燈和住宅區(qū)的路燈等等。在大型商場、醫(yī)院和家庭住宅等公共建筑屋頂安裝逡逑光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅能享受政府發(fā)放的補(bǔ)貼，還能自己產(chǎn)出電能，減少電能的使逡逑用。有關(guān)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，如圖１．１光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)在２０１７取得迅猛發(fā)展，達(dá)到逡逑了一億多千瓦的裝機(jī)量，占總新能源裝機(jī)量的２０％左右。逡逑光伏發(fā)電因其環(huán)保、高效和可再生性，成為了當(dāng)下生活和生產(chǎn)用電的重要補(bǔ)逡逑１逡逑

比如設(shè)備連接不良，設(shè)備老化，電氣損壞和接地?cái)嗑�引起的故障電弧。根據(jù)逡逑電弧發(fā)生的位置對電弧進(jìn)行分類，則可以分成串聯(lián)電弧、并聯(lián)電弧和接地電弧。逡逑如圖２．１所示，串聯(lián)故障電弧發(fā)生時(shí)，由于線路負(fù)載的限制，它的回路上電流的逡逑有效值往往接近于正常工作情況下的電流有效值，對于傳統(tǒng)的電氣保護(hù)裝置并不逡逑能及時(shí)地檢測到故障并切斷電流，直至滅掉故障電弧。并聯(lián)電弧發(fā)生時(shí)，回路電逡逑流呈現(xiàn)明顯的變化，這類故障一般能夠通過現(xiàn)有的電氣保護(hù)裝置有效地檢測并切逡逑斷。串聯(lián)故障電弧比并聯(lián)故障電弧更常出現(xiàn)，而且檢測的難度更大，也是大多數(shù)逡逑火災(zāi)事故引起的原因，所以本課題重點(diǎn)對串聯(lián)故障電弧進(jìn)行研究。逡逑７逡逑

在做實(shí)驗(yàn)時(shí)選取合適的位置，并且針對具體的位置對故障電弧進(jìn)行相應(yīng)的分析能逡逑更針對性地提出相應(yīng)的檢測方法。因此，本小節(jié)對故障電弧發(fā)生位置進(jìn)行討論，逡逑并做了如圖２．２和表２．１的總結(jié)。逡逑１０逡逑

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本文編號：2771949