光伏发电技术进步推动了绿色能源发展,但随着光伏发电装机容量不断增加,也为系统安全运行带来安全隐患。由于直流电弧没有自然过零点,电弧一旦产生很难自行熄灭,直流电弧故障已成为光伏系统电气火灾的主要诱因。直流电弧故障分为串联和并联两种类型,其中串联电弧故障特征相对较弱,且易受直流母线电流波动、光伏逆变器高频干扰等的影响,较难实现准确检测,容易引起虚警和漏报。此外,电弧故障定位的研究也相对较少。论文针对光伏系统串联直流电弧故障检测方法与定位策略展开研究,主要研究工作和结论如下:（1）搭建满足UL 1699B标准要求的光伏直流电弧故障试验平台。为了更好地模拟实际应用场景,除考虑标准规定的线路阻抗、故障发生位置等因素外,还选取三种不同型号的光伏逆变器进行实验研究。采集光伏系统不同工况下电弧故障电流数据,并采用AR模型进行电弧功率谱估计与特征分析。结果表明,采用10 ms时间窗口进行观测,光伏系统启动过程及稳定工作的电流功率谱相对稳定,相邻几个时间窗口的功率谱较为相似,而电弧故障电流功率谱则差异较大。（2）选取电弧电流功率谱灰度图像作为网络输入,提出一种基于改进Efficient Net的光伏直流电弧故障检测方法。分析常用Efficient Net网络模型,选择Efficient Net-B1网络模型进行电弧故障检测,该模型对训练集与测试集数据的电弧故障识别准确率分别为99.32%和98.96%。为进一步提高模型检测精度,采用注意力机制对Efficient Net-B1模型进行改进,在输出端的卷积层前依次加入通道注意力机制与空间注意力机制模块,并进行试验验证。结果表明,改进的Efficient Net网络模型对训练集和测试集数据的电弧故障识别准确率分别提高到99.95%和99.99%。（3）分析电弧故障电磁辐射信号特征,选取300 MHz～600 MHz电弧电磁辐射特高频信号进行故障定位,提出一种基于广义互相关时延估计的光伏直流电弧故障定位方法。采用最大似然加权算法进行广义互相关时延估计的加权处理,减少信号噪声影响,同时利用最小二乘法进行互相关谱峰值拟合,降低频谱计算栅栏效应的影响。四个测量天线位于等边三棱锥的顶点,利用天线几何关系与时延值确定电弧故障位置。试验结果表明,所提方法定位误差小于15%。