电力电子化直流系统在光伏发电、电动汽车充电网络及直流配电网等领域的广泛应用推动了能源转型，但也带来了直流电弧故障问题。电弧故障可能导致设备损坏、系统停运甚至火灾等严重后果。由于直流系统中电流无自然过零点，电弧难以自行熄灭，而且在电力电子化环境中，电弧故障的随机性和复杂性进一步增加，传统检测方法难以适用。本书系统性地研究了电弧故障的建模与智能检测方法，涵盖电弧的物理特性、故障特征分析、模型参数辨识及智能检测算法。通过实验验证和算法优化，提出了多种适应不同应用场景的智能检测方法。这些方法能够有效应对电力电子化直流系统中电弧故障的挑战，为系统的安全运行提供理论支持和技术保障。 本书适合从事电力电子与人工智能结合研究的科研人员阅读，力求为读者全面了解和掌握电弧故障检测领域的国际前沿动态以及研究设计方法提供参考。

电力电子新技术系列图书序言
前言
第1章 绪论
1.1 背景与意义
1.2 电弧建模方法研究现状
1.3 电弧故障检测方法研究现状
1.3.1 基于物理现象的电弧故障检测方法
1.3.2 基于电流信号的电弧故障检测方法
1.4 本书主要内容
第2章 直流电弧的物理特性及模拟方法
2.1 电弧故障产生过程
2.2 电弧故障类型
2.3 电弧故障高频信号产生原理
2.4 直流电弧故障机理分析
2.4.1 直流电弧温度场分布
2.4.2 直流电弧电场分布
2.5 电弧故障模拟方法
2.5.1 标准分析
2.5.2 电弧发生装置
2.5.3 电弧故障研究平台
2.6 电弧故障模拟及检测研究实验平台方案
2.6.1 串行电弧与并行电弧电路
2.6.2 不同负载下的电弧实验电路
2.7 本章小结
第3章 直流电弧故障特征分析
3.1 引言
3.2 实验条件
3.3 直流电弧电流特征分析
3.3.1 直流电弧电流时域特征
3.3.2 直流电弧电流频域特征
3.3.3 直流电弧电流随机性特征分析
3.4 不同类型特征的计算复杂度
3.5 光伏系统电弧特征分析
3.5.1 逆变器结构
3.5.2 影响因素分析
3.5.3 逆变器噪声对故障电弧的影响分析
3.6 直流电弧故障高频特性与传输线之间的相互影响分析
3.6.1 直流电弧故障高频特性对传输线电气参数的影响分析
3.6.2 传输线线长对直流电弧故障高频特性的影响分析
3.7 本章小结
第4章 直流电弧故障模型及其参数辨识方法
4.1 引言
4.2 直流电弧静态特性与噪声特性
4.2.1 直流电弧静态特性
4.2.2 直流电弧噪声特性
4.3 直流电弧静态模型与噪声模型
4.3.1 直流电弧静态模型
4.3.2 直流电弧噪声模型
4.3.3 用于电弧模型参数辨识的适应度函数
4.3.4 模型参数范围
4.4 混沌量子布谷鸟优化算法
4.4.1 量子布谷鸟优化算法
4.4.2 混沌机制
4.5 基于混沌量子布谷鸟优化算法的直流电弧模型参数辨识
4.5.1 Hook静态模型参数辨识结果
4.5.2 不同静态模型的性能对比
4.5.3 分段噪声模型参数辨识结果
4.5.4 不同噪声模型的性能对比
4.5.5 模型输出数据与实验数据的故障特征对比分析
4.6 本章小结
第5章 适应多种工作环境的直流串联电弧故障检测方法
5.1 引言
5.2 变分模态分解
5.3 时频马尔可夫排列转移场
5.3.1 传统马尔可夫转移场
5.3.2 时频马尔可夫排列转移场基本原理
5.4 奇异值分解
5.5 核极限学习机
5.6 实验平台和数据收集
5.7 实验结果分析
5.7.1 所提方法在离线环境下的检测结果
5.7.2 离线环境下不同特征提取方法的性能比较
5.7.3 不同分类方法在离线环境中的性能比较
5.7.4 在线实验结果分析
5.8 本章小结
第6章 网络级直流串联电弧故障检测方法
6.1 引言
6.2 实验平台的搭建与数据分析
6.2.1 实验平台
6.2.2 配电网中电弧噪声的传播规律
6.3 多支路电流信号多尺度高维特征提取方法
6.3.1 多尺度分析算法
6.3.2 高维特征向量提取
6.3.3 构造多支路电流信号的高维特征向量
6.4 随机森林基本原理
6.4.1 基于随机森林的分类方法
6.4.2 基于随机森林的特征重要性分析方法
6.5 基于离线实验的网络级电弧故障检测算法性能分析
6.5.1 特征选择方法
6.5.2 基于多尺度特征与RF的直流电弧故障检测方法的检测结果
6.5.3 不同方法的检测性能对比
6.6 基于在线实验的网络级电弧故障检测算法性能分析
6.7 本章小结
参考文献