故障电弧严重威胁着光伏系统的安全稳定运行，研究其物理特性及保护装置具有重要的意义。文中为了探究光伏系统内直流故障电弧的时频域特性，构建更适合系统级仿真的电弧模型，以MATLAB软件作为仿真平台，分别研究了3种不同类型的电弧模型。通过对仿真所得的故障电弧电流信号进行时频分析，得到了不同电弧模型的时频特征，并与实验波形及其时频特征进行对比，得到了不同模型在故障电弧时频特性仿真方面的优缺点。单一使用电弧噪声模型和U-I模型无法完整地描述故障电弧特性，将二者适当组合得到的复合模型仿真效果良好，最终对复合模型和黑盒模型在光伏系统故障电弧仿真的范围进行了讨论。提出的复合电弧模型为光伏系统故障电弧特征的研究及诊断方法的性能验证提供了有效的仿真手段。