随着我国光伏发电产业的不断发展,光伏发电在给人们生活带来许多便利的同时,也带来了一系列危及人们人身财产安全的问题,光伏发电系统火灾事故频发就是其中之一,火灾事故频发的原因之一来自于发生频率较高的直流串联电弧故障。为维护人们人身财产安全,保障光伏电站安全稳定运行,本文主要围绕光伏发电系统直流串联电弧故障进行了检测方法的研究和检测装置的初步设计。本文分析了光伏发电系统中电弧分类和直流电弧故障产生的原因。在实际光伏组件的基础上搭建了光伏发电系统直流串联电弧故障实验平台,采集了不同情况下正常状态和串联电弧故障状态直流电流信号。对比了正常直流电流信号和串联电弧故障直流电流信号时域和频域特性,分析了时域特性上判别串联电弧故障的局限性,提出了基于频域特性检测串联电弧故障的方法。在此基础上本文对串联电弧直流电流信号频域特性进行了故障特征的提取和量化。针对原始直流电流信号中噪声干扰的问题,本文构建了一种基于小波软阈值降噪的方法。对原始信号进行了降噪和FFT处理之后,采用对数均分频段的方法确定了直流串联电弧故障特征频段。建立了一种基于双树复小波变换的方法,分解与重构了故障特征频段,提取了故障特征频段重构系数。结合样本熵复杂度算法,量化了故障特征频段重构系数的复杂度。根据故障特征频段重构系数的复杂度制定了直流串联电弧故障判据,并分析和验证了故障判据在外部扰动下的稳定性和可靠性。在检测方法研究的基础上,本文完成了直流串联电弧故障检测装置的初步设计。该装置可嵌入在光伏电站直流汇流箱内,实现了直流串联电弧故障实时在线检测功能。在硬件设计部分,设计了主控制模块、模拟量输入模块、跳闸模块、报警模块、故障信息存储模块、网络通讯模块等功能模块。在软件设计部分,设计了模拟量采集流程、故障判据算法流程、远程通讯流程等主要程序流程。