随着全球能源形势趋紧,光伏产业在全球范围内得到了迅猛发展,广泛应用于各个领域。由于阴影遮挡和光伏电池自身缺陷造成的光伏组件热斑效应,以及因线路绝缘老化、接点松动造成的串联直流故障电弧是威胁光伏系统安全稳定运行的关键因素,极易引起光伏系统火灾事故。论文在分析光伏系统热斑效应及直流电弧故障产生机理与特征的基础上,针对光伏系统热斑故障与直流电弧故障识别方法开展研究工作。在研究光伏电池工作原理与热斑效应产生机理的基础上,分析阴影条件下光伏电池建模方法,利用PSCAD建立光伏组件模型,分析热斑效应下光伏组件的输出特性,并研究基于光伏组件I-V输出特性变化的热斑故障检测方法。该方法通过分析阴影条件下光伏组件输出特性的变化规律,采用正常状态与阴影条件下光伏组件输出电流差值的变化率作为特征量进行热斑故障检测,同时该特征量还可以反映光伏组件阴影面积和阴影强度。在分析光伏系统直流电弧故障分类与特征的基础上,参照UL1699B标准搭建电弧故障试验平台,采集并分析电弧电压电流试验数据。采用相邻时间窗口电弧电流差值的标准差作为电弧故障时域特征量;并以电弧电流FFT频谱分段处理后的谐波能量和作为电弧故障频域特征量。综合考虑电弧电流在时域及频域表现出的不同特征,研究基于高斯过程分类的电弧故障识别方法。采用高斯过程二元分类模型进行电弧故障分类。试验结果表明,所提方法能够有效检测出光伏直流电弧故障,具有较强的抗干扰能力。