一種孤島檢測方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種孤島檢測方法及裝置，將電壓偏移標準差、頻率偏移標準差、電壓變化率絕對值、頻率變化率絕對值及電壓諧波總畸變率中至少兩個指標作為輸入變量，建立模糊推理系統中的相關隸屬函數，當任一輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB時，判定可能發生孤島；將電壓幅值突變偏移率、頻率突變偏移率作為輸入變量建立相關隸屬函數，當相關隸屬函數的輸出值都不隸屬于ZO時，判定并網點發生孤島。本發明專利技術利用模糊推理的思想，在決策邊界區域以概率的形式表現特征電氣量所反映的情況與微網孤島狀態之間的隸屬關系，縮小被動式孤島檢測法存在的檢測盲區，在微網正常時無需對逆變器輸出量加入擾動信號，不影響微網正常運行時的電能質量。

A method and device for isolated island detection

The invention relates to a novel islanding detection method and device, the voltage deviation standard deviation, frequency deviation, standard deviation of the change rate of the voltage and frequency change rate of the absolute value of the absolute value and total harmonic distortion in at least two indicators as input variables, establish relevant membership function in the fuzzy inference system, when the output membership function any input variable values belonging to PB, determine the islanding; voltage amplitude deviation, frequency offset mutation rate as input variables to establish the relevant membership function, the output when the value of membership function are not affiliated with ZO, and to determine the network islanding. The invention utilizes the fuzzy reasoning theory, the membership relation between the decision boundary area to form the electrical characteristics of probability reflects the situation and state of the island microgrid, reduce the detection blind area existing islanding detection method, in the micro grid is normal without the inverter output to the disturbance signal, does not affect the micro grid during normal operation of the power quality.

【技術實現步驟摘要】
一種孤島檢測方法及裝置
本專利技術屬于微電網保護控制的
，具體涉及一種孤島檢測方法及裝置。
技術介紹
目前，近年來隨著國家對低碳節能和清潔替代的提倡，越來越多的分布式電源(DG)開始并入電網運行，從而產生了眾多具有分布式電源、儲能以及負荷的小型區域“微網”系統。為了便于及時調整微網內分布式電源的運行模式，需要在微網系統的并網點安裝具有孤島檢測功能的裝置，從而能夠識別微網系統是處于并網還是孤島狀態。在光伏發電系統中，光伏陣列產生的電能經過電能轉換裝置——光伏并網逆變器后并入電網，其系統圖如圖1所示，并網逆變器的輸出經隔離變壓器后與電網相連，其連接點稱為公共耦合點PCC。當電網由于電氣故障、誤操作或自然因素等原因中斷供電時，并網逆變器若不能及時檢測到電網掉電而繼續向外輸送能量時，就會形成局部帶有發電裝置和負載的電網結構，形成孤島，孤島的發生一般是不可預測的，并且會帶來很大的危害，因此在分布式發電系統控制方法中，需要有防孤島檢測方法。目前孤島檢測方法主要有被動式檢測法和主動式檢測法。被動式孤島檢測法是利用電網斷電時逆變器輸出電壓幅值、頻率、相位等的變化(過/欠壓判據、過/欠頻判據)進行孤島效應檢測。當并網逆變器輸出的有功功率不等于本地負載所消耗的有功功率，此時電網從有電轉換到掉電狀態時，并網逆變器輸出側電壓產生變化；當并網逆變器輸出的無功功率不等于本地負載所消耗的無功功率，此時電網從有電轉換到掉電狀態時，并網逆變器輸出側頻率產生變化。但是當并網逆變器輸出的有功功率和無功功率分別等于本地負載所消耗的有功功率和無功功率，電網從有電到掉電時，逆變器輸出側電壓幅值與頻率不變，被動式孤島檢測法將無法檢測到孤島，因此，被動式孤島檢測法存在孤島檢測盲區。主動式孤島檢測法是對并網逆變器的輸出引入擾動，使得孤島發生后公共耦合點的電氣參數發生變化，從而確定孤島發生。主動式孤島檢測法通常采用頻率擾動法、諧波注入法等，這類檢測方法能夠提高檢測效率，減小檢測盲區，但這類方法對并網電能質量有一定的影響，增加并網波形諧波。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種孤島檢測方法及裝置，用于解決現有技術被動式孤島檢測法存在檢測盲區、主動式孤島檢測法影響電能質量的問題。為解決上述技術問題，本專利技術提出一種孤島檢測方法，包括以下步驟：1)采集微網并網點的電壓、頻率，計算電壓偏移標準差、頻率偏移標準差、電壓變化率絕對值、頻率變化率絕對值及電壓諧波總畸變率中的至少兩個指標；2)將得到的所述至少兩個指標作為輸入變量，建立各輸入變量對應的相關隸屬函數，進行模糊推理，每個相關隸屬函數的語言值包括ZO和PB，其中，ZO表示微網不可能發生孤島，PB表示微網可能發生孤島；3)當任一輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB時，判定所述微網并網點可能發生孤島；將計算得到的微網并網點電壓突變偏移率、頻率突變偏移率兩個指標作為輸入變量，并根據這兩個指標分別建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，進行模糊推理，各個相關隸屬函數的語言值包括ZO，當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值均不隸屬于ZO時，判定并網點發生孤島。進一步，當任一輸入變量小于或等于設定的第一閾值時，判定所述輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB；當第一相關隸屬函數或第二相關隸屬函數輸出的值小于設定的第二閾值時，判定所述第一相關隸屬函數或第二相關隸屬函數輸出的值不隸屬于ZO。進一步，當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值至少有一個隸屬于ZO時，向并網點注入諧波或者投入頻率擾動，再采集微網并網點的電壓、頻率，重新計算所述至少兩個指標的相關隸屬函數輸出的隸屬度值，及第一相關隸屬函數、第二相關隸屬函數輸出的隸屬度值，判定孤島的并網點狀態。進一步，采集微網并網點的電壓、頻率后，當所述電壓、頻率分別滿足過/欠壓判據、過/欠頻判據時，不建立相關隸屬函數進行模糊推理，直接判定并網點發生孤島。進一步，當所述微網并網點可發生孤島的判定次數大于設定的次數時，根據電壓突變偏移率、頻率突變偏移率這兩個指標建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，判定并網點的孤島狀態。為解決上述技術問題，本專利技術還提出一種孤島檢測裝置，包括如下單元：采集單元：用于采集微網并網點的電壓、頻率，計算電壓偏移標準差、頻率偏移標準差、電壓變化率絕對值、頻率變化率絕對值及電壓諧波總畸變率中的至少兩個指標；函數建立單元：用于將得到的所述至少兩個指標作為輸入變量，建立各輸入變量對應的相關隸屬函數，進行模糊推理，每個相關隸屬函數的語言值包括ZO和PB，其中，ZO表示微網不可能發生孤島，PB表示微網可能發生孤島；判斷單元：用于當任一輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB時，判定所述微網并網點可能發生孤島；將計算得到的微網并網點電壓突變偏移率、頻率突變偏移率兩個指標作為輸入變量，并根據這兩個指標分別建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，進行模糊推理，各個相關隸屬函數的語言值包括ZO，當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值均不隸屬于ZO時，判定并網點發生孤島。進一步，還包括用于當任一輸入變量小于或等于設定的第一閾值時，判定所述輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB；當第一相關隸屬函數或第二相關隸屬函數輸出的值小于設定的第二閾值時，判定所述第一相關隸屬函數或第二相關隸屬函數輸出的值不隸屬于ZO的單元。進一步，還包括用于當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值至少有一個隸屬于ZO時，向并網點注入諧波或者投入頻率擾動，再采集微網并網點的電壓、頻率，重新計算所述至少兩個指標的相關隸屬函數輸出的隸屬度值，及第一相關隸屬函數、第二相關隸屬函數輸出的隸屬度值，判定孤島的并網點狀態的單元。進一步，還包括用于采集微網并網點的電壓、頻率后，當所述電壓、頻率分別滿足過/欠壓判據、過/欠頻判據時，不建立相關隸屬函數進行模糊推理，直接判定并網點發生孤島的單元。進一步，還包括用于當所述微網并網點可發生孤島的判定次數大于設定的次數時，根據電壓突變偏移率、頻率突變偏移率這兩個指標建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，判定并網點的孤島狀態的單元。本專利技術的有益效果是：本專利技術將電壓偏移標準差、頻率偏移標準差、電壓變化率絕對值、頻率變化率絕對值及電壓諧波總畸變率中的至少兩個指標作為輸入變量，建立模糊推理系統中的相關隸屬函數，當任一輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB時，判定可能發生孤島；同時，本專利技術將微網并網點的電壓幅值突變偏移率、頻率突變偏移率兩個指標作為輸入變量，建立相關隸屬函數，進行模糊推理，當相關隸屬函數的輸出值都不隸屬于ZO時，判定并網點發生孤島。本專利技術利用了模糊推理的思想，在決策邊界區域以概率的形式去表現特征電氣量所反映的情況與微網孤島狀態之間的隸屬關系，檢測結果準確，縮小了被動式孤島檢測法存在的檢測盲區，也無需對微網加入擾動，不會影響微網正常運行時的電能質量。附圖說明圖1是負載端受控式主動孤島檢測法原理示意圖；圖2是ΔU*<0時ZO隸屬函數示意圖；圖3是ΔU*>0時ZO隸屬函數示意圖；圖4是Δf*<0時ZO隸屬函數示意圖；圖5是Δf*≥0時ZO隸屬函數示意圖；圖6是N(f)相關隸屬函數示意圖；圖7是微網孤島最小頻本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種孤島檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：1)采集微網并網點的電壓、頻率，計算電壓偏移標準差、頻率偏移標準差、電壓變化率絕對值、頻率變化率絕對值及電壓諧波總畸變率中的至少兩個指標；2)將得到的所述至少兩個指標作為輸入變量，建立各輸入變量對應的相關隸屬函數，進行模糊推理，每個相關隸屬函數的語言值包括ZO和PB，其中，ZO表示微網不可能發生孤島，PB表示微網可能發生孤島；3)當任一輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB時，判定所述微網并網點可能發生孤島；將計算得到的微網并網點電壓突變偏移率、頻率突變偏移率兩個指標作為輸入變量，并根據這兩個指標分別建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，進行模糊推理，各個相關隸屬函數的語言值包括ZO，當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值均不隸屬于ZO時，判定并網點發生孤島。

【技術特征摘要】
1.一種孤島檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：1)采集微網并網點的電壓、頻率，計算電壓偏移標準差、頻率偏移標準差、電壓變化率絕對值、頻率變化率絕對值及電壓諧波總畸變率中的至少兩個指標；2)將得到的所述至少兩個指標作為輸入變量，建立各輸入變量對應的相關隸屬函數，進行模糊推理，每個相關隸屬函數的語言值包括ZO和PB，其中，ZO表示微網不可能發生孤島，PB表示微網可能發生孤島；3)當任一輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB時，判定所述微網并網點可能發生孤島；將計算得到的微網并網點電壓突變偏移率、頻率突變偏移率兩個指標作為輸入變量，并根據這兩個指標分別建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，進行模糊推理，各個相關隸屬函數的語言值包括ZO，當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值均不隸屬于ZO時，判定并網點發生孤島。2.根據權利要求1所述的孤島檢測方法，其特征在于，當任一輸入變量小于或等于設定的第一閾值時，判定所述輸入變量的相關隸屬函數輸出的值隸屬于PB；當第一相關隸屬函數或第二相關隸屬函數輸出的值小于設定的第二閾值時，判定所述第一相關隸屬函數或第二相關隸屬函數輸出的值不隸屬于ZO。3.根據權利要求1所述的孤島檢測方法，其特征在于，當第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數輸出的值至少有一個隸屬于ZO時，向并網點注入諧波或者投入頻率擾動，再采集微網并網點的電壓、頻率，重新計算所述至少兩個指標的相關隸屬函數輸出的隸屬度值，及第一相關隸屬函數、第二相關隸屬函數輸出的隸屬度值，判定孤島的并網點狀態。4.根據權利要求1所述的孤島檢測方法，其特征在于，采集微網并網點的電壓、頻率后，當所述電壓、頻率分別滿足過/欠壓判據、過/欠頻判據時，不建立相關隸屬函數進行模糊推理，直接判定并網點發生孤島。5.根據權利要求1所述的孤島檢測方法，其特征在于，當所述微網并網點可發生孤島的判定次數大于設定的次數時，根據電壓突變偏移率、頻率突變偏移率這兩個指標建立第一相關隸屬函數和第二相關隸屬函數，判定并網點的孤島狀態。6.一種孤島檢測裝置，其特征在于，包括以下單元...

【專利技術屬性】
技術研發人員：依力扎提·吐爾汗，張明，李德存，李斌，王慶平，薄志謙，馬曉偉，趙穎科，王林，鄭灝，
申請(專利權)人：新疆電力建設調試所，國網新疆電力公司電力科學研究院，許繼集團有限公司，許昌許繼軟件技術有限公司，
類型：發明
國別省市：新疆,65