本發(fā)明涉及光伏分布式電源，尤其涉及一種多分布式電源孤島保護(hù)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、隨著可再生能源及清潔能源為代表的分布式電源(distributed?generation，dg)在配電網(wǎng)中的滲率日益升高，當(dāng)配電網(wǎng)因故障、檢修等原因?qū)е鹿╇娭袛鄷r(shí)，會(huì)形成僅由分布式電源和負(fù)載構(gòu)成的孤網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)。這將會(huì)危機(jī)電網(wǎng)輸電線路上維修人員的安全，影響配電系統(tǒng)上的保護(hù)開關(guān)的動(dòng)作程序，沖擊電網(wǎng)保護(hù)裝置，影響傳輸電能質(zhì)量，造成電力孤島區(qū)域的供電電壓與頻率將不穩(wěn)定。

2、目前，防孤島保護(hù)方法主要分為遠(yuǎn)程法、被動(dòng)法和主動(dòng)法，其中，基于通信的孤島檢測方法又稱為遠(yuǎn)程法，通過檢測開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行孤島保護(hù)，即在電網(wǎng)和dg之間建立通信聯(lián)系，根據(jù)電網(wǎng)側(cè)斷路器發(fā)送的通信信號(hào)，判斷孤島的發(fā)生，遠(yuǎn)程法響應(yīng)速度快，檢測效率高，但對(duì)通信設(shè)備成本要求較高。主動(dòng)法是向系統(tǒng)注入一個(gè)微小擾動(dòng)，打破系統(tǒng)原本的穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)而檢測出孤島；主動(dòng)法包括主動(dòng)移頻法(active?frequency?drift，afd)、滑模移頻法(slip-mode?frequency?shift，sms)、正反饋頻率偏移法(sandia?frequencyshift，sfs)、有功功率/無功功率擾動(dòng)法等。主動(dòng)法檢測盲區(qū)較小，但隨著高比例分布式電源的接入，主動(dòng)式孤島檢測方法還需考慮孤島檢測過程中稀釋效應(yīng)的問題。被動(dòng)法主要通過檢測公共耦合點(diǎn)處頻率、相位、電網(wǎng)電壓等各種電氣量的變化來檢測出孤島，方法原理簡單，易于操作，對(duì)電力系統(tǒng)無諧波注入影響，但傳統(tǒng)被動(dòng)法存在檢測盲區(qū)大、精度低、效果較差的缺點(diǎn)。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，孤島保護(hù)無法檢測純阻性負(fù)載構(gòu)成的孤島，且不能分辨電網(wǎng)擾動(dòng)對(duì)電氣量產(chǎn)生的影響，當(dāng)逆變器輸出的功率與本地負(fù)荷所需的功率近似匹配或者完全匹配將出現(xiàn)檢測盲區(qū)。

4、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的總體背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種多分布式電源孤島保護(hù)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，從而有效解決背景技術(shù)中的問題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種多分布式電源孤島保護(hù)方法，包括如下步驟：

3、使用通過雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)控制方式替代鎖相環(huán)控制逆變器的輸出頻率，并采集所述同步鎖頻環(huán)生成的跟蹤頻率；

4、判斷所述跟蹤頻率是否達(dá)到設(shè)定條件，若達(dá)到則判定發(fā)生孤島，切除各分布式電源；

5、若未達(dá)到，則使用高通濾波器提取逆變器高頻諧波分量，并進(jìn)行局部加權(quán)線性擬合，得到頻率擬合曲線；

6、計(jì)算所述頻率擬合曲線斜率，根據(jù)閾值判斷所述頻率擬合曲線斜率是否超出設(shè)定閾值，若超出則判定發(fā)生孤島，切除各分布式電源。

7、進(jìn)一步地，所述使用通過雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)控制方式替代鎖相環(huán)控制逆變器的輸出頻率，包括如下步驟：

8、將abc坐標(biāo)系下含有諧波分量的三相電壓經(jīng)克拉克clarke變換到兩相靜止坐標(biāo)系下，得到兩相靜止電壓；

9、將所述兩相靜止電壓分別經(jīng)雙正交信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生同相輸出信號(hào)及90°相位滯后信號(hào)，產(chǎn)生跟蹤頻率；

10、利用所述同步鎖頻環(huán)對(duì)逆變器交流側(cè)頻率進(jìn)行跟蹤，并輸出所述跟蹤頻率。

11、進(jìn)一步地，所述進(jìn)行局部加權(quán)線性擬合，包括：

12、基于已有樣本通過代價(jià)函數(shù)擬合出新的回歸系數(shù)θ，已知序列xi(i＝1,2,…,m)，代價(jià)函數(shù)如下：

13、

14、式中：yi為真實(shí)值，f(xi)＝θtxi為預(yù)測值，wi為xi的權(quán)重，m為序列的個(gè)數(shù)；

15、回歸系數(shù)θ是一個(gè)初始化向量，其元素可以是任意隨數(shù)，并且在每次迭代中進(jìn)行更新：

16、

17、式中：α為迭代步長；

18、權(quán)重wi通過待預(yù)測點(diǎn)x與xi的距離確定，距離越近，xi權(quán)重越大，相應(yīng)的誤差值(f(xi)-yi)對(duì)擬合結(jié)果的影響就越大；

19、在f(θ)中引入wi，權(quán)重函數(shù)wi的計(jì)算公式為：

20、

21、式中：x為待預(yù)測點(diǎn)；e是控制權(quán)值wi變化速率的參數(shù)；e越大，wi隨xi與x距離的增加而下降的速率越快。

22、進(jìn)一步地，所述e設(shè)置為0.001。

23、進(jìn)一步地，所述判斷所述跟蹤頻率是否達(dá)到設(shè)定條件，所述設(shè)定條件包括：

24、判斷跟蹤頻率f1是否小于49.5hz或大于49.5hz。

25、進(jìn)一步地，所述計(jì)算所述頻率擬合曲線斜率，包括：

26、對(duì)所述頻率擬合曲線進(jìn)行求導(dǎo)，得到頻率擬合曲線斜率；

27、對(duì)所述頻率擬合曲線斜率求絕對(duì)值，對(duì)絕對(duì)值進(jìn)行閾值判斷。

28、進(jìn)一步地，所述閾值判斷條件包括：

29、所述頻率擬合曲線斜率的絕對(duì)值是否大于2，若是則判定發(fā)生孤島。

30、本發(fā)明還包括一種多分布式電源孤島保護(hù)裝置，使用如上述的方法，包括：

31、同步鎖頻環(huán)單元，用于使用通過雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)控制方式替代鎖相環(huán)控制逆變器的輸出頻率，并采集所述同步鎖頻環(huán)生成的跟蹤頻率；

32、頻率判斷單元，用于判斷所述跟蹤頻率是否達(dá)到設(shè)定條件，若達(dá)到則判定發(fā)生孤島，切除各分布式電源；

33、局部加權(quán)線性擬合單元，用于當(dāng)所述跟蹤頻率未達(dá)到設(shè)定條件，則使用高通濾波器提取逆變器高頻諧波分量，并進(jìn)行局部加權(quán)線性擬合，得到頻率擬合曲線；

34、斜率判斷單元，用于計(jì)算所述頻率擬合曲線斜率，根據(jù)閾值判斷所述頻率擬合曲線斜率是否超出設(shè)定閾值，若超出則判定發(fā)生孤島，切除各分布式電源。

35、本發(fā)明還包括一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

36、本發(fā)明還包括一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述的方法。

37、本發(fā)明的有益效果為：(1)雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)所需元器件較少，經(jīng)濟(jì)性好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)頻率具有支撐作用；(2)利用高通濾波器有效濾除低頻分量，能防止正常并網(wǎng)狀態(tài)下電網(wǎng)擾動(dòng)造成的誤判；(3)采用的局部加權(quán)線性擬合算法可避免多dg接入時(shí)對(duì)電氣特征量造成的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)多dg孤島的無盲區(qū)檢測。

技術(shù)特征：

1.一種多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，所述使用通過雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)控制方式替代鎖相環(huán)控制逆變器的輸出頻率，包括如下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，所述進(jìn)行局部加權(quán)線性擬合，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，所述e設(shè)置為0.001。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，所述判斷所述跟蹤頻率是否達(dá)到設(shè)定條件，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，所述計(jì)算所述頻率擬合曲線的斜率，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多分布式電源孤島保護(hù)方法，其特征在于，所述根據(jù)閾值判斷所述頻率擬合曲線的斜率是否超出設(shè)定閾值，若超出則判定發(fā)生孤島，包括：

8.一種多分布式電源孤島保護(hù)裝置，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及光伏分布式電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多分布式電源孤島保護(hù)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，方法包括：使用通過雙二階廣義積分器的同步鎖頻環(huán)控制方式替代鎖相環(huán)控制逆變器的輸出頻率，并采集同步鎖頻環(huán)生成的跟蹤頻率；判斷跟蹤頻率是否達(dá)到設(shè)定條件，若達(dá)到則判定發(fā)生孤島，切除各分布式電源；若未達(dá)到，則使用高通濾波器提取逆變器高頻諧波分量，并進(jìn)行局部加權(quán)線性擬合，得到頻率擬合曲線；計(jì)算頻率擬合曲線斜率，根據(jù)閾值判斷頻率擬合曲線斜率是否超出設(shè)定閾值，若超出則判定發(fā)生孤島，切除各分布式電源。本發(fā)明中，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，能防止正常并網(wǎng)狀態(tài)下電網(wǎng)擾動(dòng)造成的誤判，實(shí)現(xiàn)對(duì)多DG孤島的無盲區(qū)檢測。

技術(shù)研發(fā)人員：李娟,姜云龍,楊毅,張宸宇,曹海歐,王秀茹,龐吉年,楊雄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9