科创中国

行业领域

电力、热力、燃气及水生产和供应业,电力、热力生产和供应业

需求背景

分布式光伏近年来在我国取得了巨大的发展，2017年中国分布式光伏发电装机容量约为***，比2016年高***倍，在中国太阳能光伏发电总装机容量中的占比为***％，产生了***的电力，足以为北京所有家庭供电***个月。目前，中国的分布式光伏发电装置主要安装在中国经济最繁荣的东部和南部，分布式光伏绝大多数直接安装在建筑物屋顶上或社区公共空间，因此与用户、建筑、社区、城市也是紧密结合。随着我国分布式光伏电站的大规模建设，安全质量问题也逐渐已经成为了光伏电站长期稳定发电的头号杀手，极端情况下还有可能发生火灾或者触电这样的严重事故，不仅影响发电量，而且对财产甚至人身生命安全都将产生严重的影响。因此安全质量问题已经成为光伏电站，尤其是分布式光伏系统，在设计、建设和运行时首要应考虑的问题。

目前对于光伏系统直流侧电弧故障检测的方法主要有两种。第一种是基于电压电流波形变化的检测方法。在电弧故障发生时，电弧两端的电流会瞬间下降，而电弧两端的电压会瞬间提高。该方法的优点是检测方法较为简单，但由于光伏系统受光照和温度的影响较大，故输出电流和电压的幅值不稳定，因此很难区分是由环境原因造成的电流和电压的变化还是由于电弧故障引起的变化。第二种方法是基于频率特性的检测方法。当电弧故障发生时，常伴随有某一特定的高频信号，在正常工作情况下该高频信号并不会出现，一旦该信号出现，则表明存在直流电弧故障。当前已有利用第二种方法生产的专用直流电弧故障检测器。

需解决的主要技术难题

电弧故障的检测，是在光伏组件和汇流箱或者逆变器端(即直流侧)进行检测，是对整个光伏系统直流侧电弧故障检测而非光伏组件级的检测。当电弧故障出现时会出现火灾隐患，现有技术不能快速定位故障点，需要运维人员对所有光伏组件和线缆逐一排查，工作量巨大且效率低下，安全隐患上升。而且在排除电弧故障的时间段内整个光伏系统是不能工作的，同时造成了发电收益的损失。

期望实现的主要技术目标

自主研发一种可以快速定位故障点，检测到故障电弧后能够主动切断线路，达到了高效实时的电弧故障报警。

需求解析

解析单位：“科创中国”科技创新全链条服务生态系统专业科技服务团（北京八月瓜科技有限公司） 解析时间：2023-08-29

郭杰

中国机械科学研究院

教授

综合评价

申报单位自主研发一种可以快速定位故障点，检测到故障电弧后能够主动切断线路，达到了高效实时的电弧故障报警。 目前市场上已有类似电弧检测产品，包括光伏系统具备自我检测、识别电弧和防火功能。此外规定了每隔最长40米就必须预留防火和维修通道，而且必须有方便操作的紧急直流系统新路开关等等。 本项目需要补充下列资料： 1、产品的详细说明资料，检测方案说明，特别是如何精确定位。 2、国内同类产品的性能比对。 3、针对不同类型光伏发电站（集中、分布式）的解决方案。

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