光伏发电作为新能源的一种,是国家能源安全战略的重要组成部分。光伏系统直流侧电压较高,外界环境或其他因素都容易导致线缆的老化或破损,从而引发电弧故障,若不能及时处理容易形成火灾事故,造成大量的经济损失甚至人员伤亡。本文以光伏系统直流电弧故障为研究对象,主要研究内容如下:(1)研究光伏系统带负载与并网情况下直流故障电弧时频特性,分别从时域、频域、时频域选择了方差、电流变化率、快速傅里叶变换、小波变换、集合经验模态分解5种检测方法进行研究,通过实验研究各类型电弧的适用方法以及电弧类型、发生位置对检测方法的影响,同时,通过实验对这些方法的准确率、抗扰性以及适用场合进行判定,提出更适用于光伏系统直流故障电弧的检测方式。(2)针对电弧故障特征微弱时不易检测的问题,提出小波-奇异值分解的方法对微弱电弧信号进行检测,利用奇异值降噪的特点去除光伏系统中逆变器噪声,从而放大电流中的电弧噪声,使得故障特征更为明显。本文通过实验验证了该方法的可行性,并且研究光伏系统在不同工况及外界环境下检测算法的抗干扰能力。(3)借鉴国外电弧危害计算相关标准,结合光伏系统复杂的结构,对光伏系统直流故障电弧进行危害分析,并给出了串并联电弧的区分方法以及不同的保护策略。