大型光伏系统的直流故障电弧是光伏发电中不可忽视的问题,由于光伏直流电弧具有故障点随机、故障类型多样、影响范围广、持续时间长等特点,可能引发火灾的危险。目前仅有的断路器保护方式并不适用于光伏直流电弧故障,因此,有必要研制一套可快速、准确识别故障类型,且易于维护的在线监测系统,并提供相应的保护方案。目前国内外主要开展了对串联型直流电弧故障的时频域检测研究,而对于环境因素对检测造成的影响,以及并联型电弧故障缺乏深入研究。为了探究直流电弧发生的原因、种类以及特性,论文搭建直流故障电弧试验平台,模拟研究不同类型和不同位置电弧故障的时频域特性,并结合环境参数进行数据分析。本文提出综合时域和频域特性分析结果以及温升、光强等环境参数的光伏直流电弧识别方法,分别是三段式时频分析法和多串同时对比法。在仿真中采用三段式时频分析方法,即在汇流箱和逆变器直流侧输出电压、电流的波形:将波形分为故障前、故障时、故障后三个阶段。第三阶段是电弧稳定持续燃烧阶段,采用“均值”和“标准差”结合的方式对第三阶段波形进行时域特征向量的提取;采用“快速离散傅里叶变换”进行频域特征向量的提取。最后,通过时域和频域双重的划分,区别不同类型的光伏直流故障电弧。同时,在实验中通过多串同时对比的方法开展电弧故障试验,模拟故障点包括汇流箱前端串联型、串内串联型、汇流箱前端并联型和串内并联型等四种电弧故障。运用示波器采集故障电弧发生时故障串、正常串以及电弧的电压、电流波形,在提取电压、电流时域特性的同时,提取相关电流谐波进行FFT分析,最终以时域阈值TSV(28)[6.2158,5.5155](逆变器直流侧前端和汇流箱前端均值)和60kHz处频域阈值范围(例如b点取值1000~1500,d点取值6000~8000)来区分不同位置的电弧。试验结果表明:以上两种光伏直流电弧识别方法具有一定的识别能力,能够与实验检测装置的时频域特征基本相吻合,可区分不同类型的光伏直流故障电弧。