光伏阵列电弧故障定位方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本发明涉及光伏系统，尤其涉及一种光伏阵列电弧故障定位方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、在全球致力于实现“碳达峰、碳中和”这一双碳愿景的宏大背景下，以光伏、风能为代表的可再生能源以其清洁、低碳的特性，扮演着能源转型的先锋角色，肩负着替代传统化石能源、推动能源结构绿色化的历史使命。特别是在光伏领域，我国凭借强大的研发实力、产业规模与政策支持，实现了惊人的发展速度。截止2023年11月，我国光伏累计装机容量已突破5.2亿千瓦大关，不仅彰显了我国在新能源领域的领先地位，也有力地推动了能源结构的深度调整与优化。

2、然而，光伏系统的实际运行环境往往严苛且多变，暴露于极端温差、强风、沙尘、湿度波动等自然条件之下，加之长时间户外工作，使得光伏组件及其电气连接部分面临严峻考验。其中，串联电弧故障作为一种高发且危害严重的电气故障现象，尤为值得关注。此类故障通常由组件内部或接线环节绝缘失效引发局部高温电弧，不仅导致发电效率降低，更因其隐匿性强、难于察觉的特点，常常潜伏于庞大复杂的光伏阵列布线网络之中，犹如“暗雷”，给运维人员带来极大的检测挑战。

3、一旦未能及时识别并排除这些串联电弧隐患，不仅会造成系统性能持续恶化，影响整体发电效益，更甚者电弧高温可能触发组件材料热分解，进而引发火灾事故，不仅造成财产损失，也可能威胁周边生态环境及人身安全。因此，对串联电弧故障进行精准、高效定位显得非常重要。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个目的在于提出一种光伏阵列电弧故障定位方法，该方法可以实现对串联电弧故障精准、高效的定位。

3、本发明的第二个目的在于提出一种光伏阵列电弧故障定位装置。

4、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

6、本发明的第五个目的在于提出一种计算机程序产品。

7、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种光伏阵列电弧故障定位方法，包括：获取光伏阵列中电弧产生的电磁辐射信号和所述光伏阵列所处环境的辐照度；确定所述电磁辐射信号的强度；将所述电磁辐射信号的强度和所述辐照度，输入至经过训练的距离预测模型中，以得到所述电弧到第一天线的第一距离，以及所述电弧到第二天线的第二距离；其中，所述第一天线和所述第二天线是指用于采集所述电弧产生的电磁辐射信号在两个不同位置的天线；对于所述光伏阵列划分的每个平面网格单元，计算每个所述平面网格单元的中心点到所述第一天线的第三距离，以及每个所述平面网格单元的中心点到所述第二天线的第四距离；根据所述第一距离、所述第二距离、多个所述第三距离和多个所述第四距离，确定电弧故障所在的平面网格单元，以实现所述光伏阵列中电弧故障的定位。

8、根据本发明实施例的光伏阵列电弧故障定位方法，先获取光伏阵列中电弧产生的电磁辐射信号和光伏阵列所处环境的辐照度，并确定电磁辐射信号的强度，之后将电磁辐射信号的强度和辐照度，输入至经过训练的距离预测模型中，以得到电弧到第一天线的第一距离，以及电弧到第二天线的第二距离，其中，第一天线和第二天线是指用于采集电弧产生的电磁辐射信号在两个不同位置的天线，并对于光伏阵列划分的每个平面网格单元，计算每个平面网格单元的中心点到第一天线的第三距离，以及每个平面网格单元的中心点到第二天线的第四距离，最后根据第一距离、第二距离、多个第三距离和多个第四距离，确定电弧故障所在的平面网格单元，以实现光伏阵列中电弧故障的定位。由此，该方法可以实现对串联电弧故障精准、高效的定位。

9、另外，本发明第一方面实施例提出的光伏阵列电弧故障定位方法还可以具有如下附加的技术特征：

10、根据本发明的一个实施例，确定所述电弧产生的电磁辐射信号的强度，包括：

11、确定所述电磁辐射信号的采样点数量，作为电磁辐射信号的总长度；

12、获取每个所述采样点的参数值；其中，所述参数值包括电压、电流、辐照度中的至少一种；

13、根据所述电磁辐射信号的总长度和每个所述采样点的参数值，计算所述电弧的电磁辐射信号的rms值，作为所述电磁辐射信号的强度。

14、根据本发明的一个实施例，所述距离预测模型采用以下步骤训练得到：

15、获取训练样本；其中，所述训练样本中包括所述电磁辐射信号的样本强度、所述光伏组件所处环境的样本辐照度；

16、获取所述训练样本对应的第一标注距离和第二标注距离；其中，所述第一标注距离是所述电弧到所述第一天线的标注距离，所述第二标注距离是所述电弧到所述第二天线的标注距离；

17、将所述训练样本输入至初始的距离预测模型中，以得到所述电弧到第一天线的第一预测距离和所述电弧到第二天线的第二预测距离；

18、根据所述第一标注距离和所述第一预测距离之间的差异以及所述第二标注距离和所述第二预测距离之间的差异，对所述初始的距离预测模型中的参数进行调整。

19、根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一距离、所述第二距离、多个所述第三距离和多个所述第四距离，确定电弧故障所在的平面网格单元，包括：

20、分别计算所述第一距离与各所述第三距离之间的差值，作为第一差值；

21、分别计算所述第二距离与各所述第四距离之间的差值，作为第二差值；

22、计算所述第一差值的绝对值和所述第二差值的绝对值的和值，作为距离误差；

23、从多个所述距离误差中选取最小值所对应的平面网格单元，作为所述电弧故障所在的平面网格单元。

24、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种光伏阵列电弧故障定位装置，包括：获取模块，用于获取光伏阵列中电弧产生的电磁辐射信号和所述光伏阵列所处环境的辐照度；第一确定模块，用于确定所述电磁辐射信号的强度；第二确定模块，用于将所述电磁辐射信号的强度和所述辐照度，输入至经过训练的距离预测模型中，以得到所述电弧到第一天线的第一距离，以及所述电弧到第二天线的第二距离；其中，所述第一天线和所述第二天线是指用于采集所述电弧产生的电磁辐射信号在两个不同位置的天线；计算模块，用于对于所述光伏阵列划分的每个平面网格单元，计算每个所述平面网格单元的中心点到所述第一天线的第三距离，以及每个所述平面网格单元的中心点到所述第二天线的第四距离；第三确定模块，用于根据所述第一距离、所述第二距离、多个所述第三距离和多个所述第四距离，确定电弧故障所在的平面网格单元，以实现所述光伏阵列中电弧故障的定位。

25、根据本发明实施例的光伏阵列电弧故障定位装置，通过获取模块获取光伏阵列中电弧产生的电磁辐射信号和光伏阵列所处环境的辐照度，通过第一确定模块确定电磁辐射信号的强度，通过第二确定模块将电磁辐射信号的强度和辐照度输入至经过训练的距离预测模型中，以得到电弧到第一天线的第一距离以及电弧到第二天线的第二距离，第一天线和第二天线是指用于采集电弧产生的电磁辐射信号在两个不同位置的天线，通过计算模块对于光伏阵列划分的每个平面网格单元计算每个平面网格单元的中心点到第一天线的第三距离以及每个平面网格单元的中心点到第二天线的第四距离，通过第三确定模块根据第一距离、第二距离、多个第三距离和多个第四距离，确定电弧故障所在的平面网格单元，以实现光伏阵列中电弧故障的定位。由此，该装置可以实现对串联电弧故障精准、高效的定位。

26、另外，本发明第二方面实施例提出的光伏阵列电弧故障定位装置还可以具有如下附加的技术特征：

27、根据本发明的一个实施例，所述第一确定模块用于确定所述电弧产生的电磁辐射信号的强度时，包括：

28、确定所述电磁辐射信号的采样点数量，作为电磁辐射信号的总长度；

29、获取每个所述采样点的参数值；其中，所述参数值包括电压、电流、辐照度中的至少一种；

30、根据所述电磁辐射信号的总长度和每个所述采样点的参数值，计算所述电弧的电磁辐射信号的rms值，作为所述电磁辐射信号的强度。

31、根据本发明的一个实施例，所述第二确定模块采用的距离预测模型采用以下步骤训练得到：

32、获取训练样本；其中，所述训练样本中包括所述电磁辐射信号的样本强度、所述光伏组件所处环境的样本辐照度；

33、获取所述训练样本对应的第一标注距离和第二标注距离；其中，所述第一标注距离是所述电弧到所述第一天线的标注距离，所述第二标注距离是所述电弧到所述第二天线的标注距离；

34、将所述训练样本输入至初始的距离预测模型中，以得到所述电弧到第一天线的第一预测距离和所述电弧到第二天线的第二预测距离；

35、根据所述第一标注距离和所述第一预测距离之间的差异以及所述第二标注距离和所述第二预测距离之间的差异，对所述初始的距离预测模型中的参数进行调整。

36、根据本发明的一个实施例，所述第三确定模块用于根据所述第一距离、所述第二距离、多个所述第三距离和多个所述第四距离，确定电弧故障所在的平面网格单元时，包括：

37、分别计算所述第一距离与各所述第三距离之间的差值，作为第一差值；

38、分别计算所述第二距离与各所述第四距离之间的差值，作为第二差值；

39、计算所述第一差值的绝对值和所述第二差值的绝对值的和值，作为距离误差；

40、从多个所述距离误差中选取最小值所对应的平面网格单元，作为所述电弧故障所在的平面网格单元。

41、为达到上述目的，本发明第三方面实施例还提出了一种电子设备，包括：

42、至少一个处理器；以及

43、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

44、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的光伏阵列电弧故障定位方法。

45、本发明实施例的电池设备，通过执行上述的光伏阵列电弧故障定位方法，可以实现对串联电弧故障精准、高效的定位。

46、为达到上述目的，本发明第四方面实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行上述的光伏阵列电弧故障定位方法。

47、本发明实施例的计算机可读存储介质，通过执行上述的光伏阵列电弧故障定位方法，可以实现对串联电弧故障精准、高效的定位。

48、为达到上述目的，本发明第五方面试实施例还提出了一种计算机程序产品，当计算机程序产品中的指令处理器执行时，执行上述的光伏阵列电弧故障定位方法。

49、本发明实施例的计算机程序产品，通过执行上述的光伏阵列电弧故障定位方法，可以实现对串联电弧故障精准、高效的定位。

50、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。