利用反射测量法对光伏系统中故障检测进行统计分析

《IEEE Journal of Photovoltaics》：A Statistical Analysis of Fault Detection in Photovoltaics Using Reflectometry

SSTDR用于光伏系统故障检测，发现基线漂移和距离影响检测概率，全断开97.54米处SNR 9dB时检测概率达75%，部分断开几乎无法检测，平均方法可提升信噪比下的检测效果。

　　

摘要：

扩频时域反射测量（SSTDR）已被用于检测电缆、飞机线路和光伏（PV）系统中的各种故障。一个显著的问题是，由于大多数使用反射测量的方法都是基于与已知基线的比较，因此系统或环境变化导致的基线变化可能会掩盖故障产生的反射信号，从而降低检测概率。对于远离测试设备的故障，这些变化的影响会更加严重。本研究的目的是在环境变化、系统变化以及沿线路不同位置的情况下，统计估计光伏阵列反射信号是否为故障的概率。我们的结果显示，在不同的信噪比（SNR）范围内，当存在部分断开或完全断开时，在距离测试设备不同距离处检测到故障的概率。在距离测试设备97.54米（320英尺）处，当信噪比为约9分贝时，检测到完全断开的概率高达0.75，而在同一位置检测到部分故障的概率几乎为零。我们还展示了某些情况下故障无法被检测到的情况，以及如何通过平均处理来提高检测概率。

引言

光伏（PV）系统中的故障检测可以分为两大类：1）视觉和热成像方法；2）基于电学的方法[1]。视觉和热成像方法包括热成像[2]、目视检查[3]、电致发光成像[4]等，而基于电学的方法包括I-V特性分析[5]、功率损耗分析[6]、统计和信号处理技术[7]等。视觉和热成像方法在表征光伏电池缺陷方面非常有效，但它们无法检测线路故障，而这正是我们在本文中关注的内容。