一種接入配電網(wǎng)的區(qū)域分布式光伏故障診斷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種接入配電網(wǎng)的區(qū)域分布式光伏故障診斷系統(tǒng)及方法，屬于分布式光伏技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著越來(lái)越多的分布式光伏接入配電網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)安全、穩(wěn)定造成了很大的影響。為此，國(guó)家電網(wǎng)公司陸續(xù)制定了《分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)定(暫行)》、《分布式電源接入配電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范(修訂版)》，規(guī)定了分布式光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)的技術(shù)要求，試圖減輕分布式光伏接入對(duì)配電網(wǎng)的影響。
[0003]然而分布式光伏本身的波動(dòng)性、接入位置及與其帶來(lái)的雙向潮流問(wèn)題，從根本上改變了配電網(wǎng)原有的結(jié)構(gòu)，從功率電壓控制、繼電保護(hù)、電能質(zhì)量管理、運(yùn)行維護(hù)等多個(gè)層次給配電網(wǎng)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，并且電網(wǎng)缺乏對(duì)分布式光伏的的有效監(jiān)測(cè)，尤其通過(guò)220V、380V接入的分布式光伏電站，幾乎處于不受監(jiān)控的狀態(tài)。在分布式光伏高滲透率的情況下，如果無(wú)法對(duì)分布式光伏故障進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，將給配電網(wǎng)帶來(lái)極大的安全隱患，因此需要開(kāi)發(fā)電網(wǎng)側(cè)區(qū)域分布式光伏故障診斷系統(tǒng)，支撐電網(wǎng)對(duì)區(qū)域分布式光伏的監(jiān)管需求，提高配電網(wǎng)對(duì)分布式光伏的管理水平。
[0004]針對(duì)配電網(wǎng)對(duì)分布式光伏的管理需求，尚缺乏相應(yīng)的分布式光伏故障診斷系統(tǒng)。目前光伏故障診斷系統(tǒng)主要集中在電站側(cè)，且系統(tǒng)大都針對(duì)集中式電站。但隨著分布式光伏大規(guī)模接入，一方面，分布式光伏由于數(shù)量較多、配置分散等特點(diǎn)，其特性與集中式電站有很大的不同，并且已有的光伏故障診斷系統(tǒng)只監(jiān)控單個(gè)電站，無(wú)法同時(shí)對(duì)多個(gè)分布式光伏進(jìn)行故障監(jiān)控；另一方面，由于分布式新能源接入電網(wǎng)形式不同、技術(shù)要求差異大，目前配電網(wǎng)缺乏針對(duì)區(qū)域分布式光伏的管理體系，一旦無(wú)法檢測(cè)到分布式光伏發(fā)生的故障并及時(shí)處理，將給配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定造成極大的影響。隨著分布式光伏大規(guī)模接入，現(xiàn)有的光伏故障診斷系統(tǒng)及配電網(wǎng)管理體系均已無(wú)法滿足大規(guī)模分布式光伏的并網(wǎng)管理需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種接入配電網(wǎng)的區(qū)域分布式光伏故障診斷系統(tǒng)及方法，能夠根據(jù)光伏數(shù)據(jù)準(zhǔn)確判斷故障類(lèi)型及原因，定位故障位置，并及時(shí)向配電網(wǎng)反饋故障信息，提高電網(wǎng)接納分布式光伏的能力，保障配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種接入配電網(wǎng)的區(qū)域分布式光伏故障診斷系統(tǒng)，包括故障信息檢測(cè)子系統(tǒng)、故障數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、故障識(shí)別子系統(tǒng)、故障模型庫(kù)子系統(tǒng)、故障報(bào)警顯示子系統(tǒng)和故障信息反饋?zhàn)酉到y(tǒng)，其中，
[0008]所述故障信息檢測(cè)子系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)采集模塊、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；所述數(shù)據(jù)采集模塊分別與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、配電自動(dòng)化系統(tǒng)和調(diào)度系統(tǒng)連接，獲取光伏并網(wǎng)點(diǎn)信息和電網(wǎng)狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0009]故障數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)解析模塊和數(shù)據(jù)變換模塊；所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊負(fù)責(zé)獲取故障信息檢測(cè)子系統(tǒng)中的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，并按照孤島、電能質(zhì)量、逆功率、繼電保護(hù)性能指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)處理；所述數(shù)據(jù)解析模塊負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊分類(lèi)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和歸一化處理；所述數(shù)據(jù)變換模塊負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)解析模塊歸一化處理后的數(shù)據(jù)根據(jù)相應(yīng)的算法公式進(jìn)行計(jì)算和變換，得到孤島、電能質(zhì)量、逆功率、繼電保護(hù)故障所需的數(shù)據(jù)，并提取數(shù)據(jù)特征值；
[0010]所述故障模型庫(kù)子系統(tǒng)依據(jù)各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)孤島、電能質(zhì)量、逆功率、繼電保護(hù)性能指標(biāo)的規(guī)定，建立孤島、電能質(zhì)量、逆功率、繼電保護(hù)故障模型庫(kù)；
[0011]所述故障識(shí)別子系統(tǒng)主要包括故障判斷模塊、故障定位模塊、故障評(píng)價(jià)模塊和故障存儲(chǔ)模塊；所述故障判斷模塊將故障數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)中數(shù)據(jù)變換模塊提取的數(shù)據(jù)特征值，與故障模型庫(kù)子系統(tǒng)的故障模型庫(kù)的各類(lèi)型性能指標(biāo)進(jìn)行比較，判斷當(dāng)前分布式光伏發(fā)生的故障類(lèi)型，分析故障原因，若出現(xiàn)新的故障類(lèi)型，及時(shí)反饋至故障模型庫(kù)子系統(tǒng)，更新故障模型庫(kù)；所述故障定位模塊從調(diào)度獲取數(shù)據(jù)，查詢故障點(diǎn)，確定故障在分布式光伏系統(tǒng)拓?fù)鋱D中的位置；所述故障評(píng)價(jià)模塊根據(jù)故障位置、故障類(lèi)型，判斷故障對(duì)電網(wǎng)的影響，劃分故障等級(jí)；所述故障存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)故障判斷模塊、故障定位模塊、故障評(píng)價(jià)模塊確定的故障類(lèi)型、故障原因、故障位置、故障等級(jí)信息；
[0012]所述故障報(bào)警顯示子系統(tǒng)包括故障報(bào)警模塊和故障顯示模塊；所述故障報(bào)警顯示子系統(tǒng)從故障識(shí)別子系統(tǒng)獲取故障位置，故障類(lèi)型，故障原因，故障等級(jí)信息；所述故障報(bào)警模塊在識(shí)別出某個(gè)分布式光伏發(fā)生故障后及時(shí)報(bào)警，向系統(tǒng)報(bào)告故障位置；所述故障顯示模塊將故障位置、故障類(lèi)型、故障原因、故障等級(jí)在界面上顯示，供業(yè)主和用戶查看；
[0013]所述故障信息反饋?zhàn)酉到y(tǒng)從故障識(shí)別子系統(tǒng)獲取故障位置，故障類(lèi)型，故障原因，故障等級(jí)信息，將故障信息及時(shí)向配電網(wǎng)管理系統(tǒng)報(bào)送，配電網(wǎng)管理系統(tǒng)根據(jù)故障信息對(duì)分布式光伏進(jìn)行調(diào)控；同時(shí)，配電網(wǎng)管理系統(tǒng)在故障處理完成后，將信息反饋回故障信息反饋?zhàn)酉到y(tǒng)，故障信息反饋?zhàn)酉到y(tǒng)將反饋信息發(fā)送至故障存儲(chǔ)模塊，及時(shí)刷新故障信息。
[0014]—種接入配電網(wǎng)的區(qū)域分布式光伏故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷的方法，包括故障信息篩選和故障自動(dòng)識(shí)別兩個(gè)階段；
[0015]所述故障信息篩選包括以下步驟:
[0016](1-1)故障信息檢測(cè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊從生產(chǎn)管理系統(tǒng)中獲取的分布式光伏電站地理位置信息；從用電信息采集系統(tǒng)中獲取的分布式光伏電站的發(fā)電量、有功、無(wú)功、電壓、電流、頻率信息；從配電自動(dòng)化系統(tǒng)中獲取并網(wǎng)點(diǎn)信息、諧波、功率因數(shù)及并網(wǎng)點(diǎn)上級(jí)開(kāi)關(guān)/斷路器狀態(tài)信息；從調(diào)度系統(tǒng)中獲取線路信息、斷路器/開(kāi)關(guān)狀態(tài)、變壓器信息；
[0017](1-2)建立分布式光伏歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，將所述步驟(1-1)采集到的數(shù)據(jù)信息存入歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中；
[0018](1-3)故障數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊從故障信息檢測(cè)子系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取出電壓、電流、頻率、功率、諧波、功率因數(shù)數(shù)據(jù)，按照孤島、電能質(zhì)量、逆功率、繼電保護(hù)性能指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)處理；
[0019](1-4)故障數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解析模塊將分類(lèi)后的數(shù)據(jù)根據(jù)性能指標(biāo)進(jìn)行分析，并依據(jù)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置進(jìn)行歸一化處理；
[0020](1-5)故障數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變換模塊將所述步驟(1-4)歸一化后的數(shù)據(jù)按照不同類(lèi)型性能指標(biāo)對(duì)應(yīng)的算法進(jìn)行變換處理，得到不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)輸出特性，提取故障信息特征值；
[0021]所述故障自動(dòng)識(shí)別包括以下步驟:
[0022](2-1)故障模型庫(kù)子系統(tǒng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建立故障模型庫(kù)，故障識(shí)別子系統(tǒng)從數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)中提取故障信息特征值；
[0023](2-2)故障識(shí)別子系統(tǒng)中的故障判斷模塊將故障信息特征值與故障模型庫(kù)中各類(lèi)型性能指標(biāo)進(jìn)行比較，從而判斷出故障類(lèi)型，若出現(xiàn)新的故障類(lèi)型，及時(shí)反饋至故障模型庫(kù)子系統(tǒng)，更新故障模型庫(kù)；同時(shí)故障判斷模塊針對(duì)開(kāi)關(guān)動(dòng)作和保護(hù)動(dòng)作行為進(jìn)行分析，從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)中查找故障設(shè)備和故障原因，并將故障類(lèi)型、故障設(shè)備和故障原因信息發(fā)送至故障存儲(chǔ)模塊；
[0024](2-3)故障識(shí)別子系統(tǒng)中的故障定位模塊從歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中查找數(shù)據(jù)源頭，根據(jù)調(diào)度系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)查詢故障點(diǎn)，確定故障位置，并將故障位置信息發(fā)送至故障存儲(chǔ)模塊；
[0025](2-4)故障識(shí)別子系統(tǒng)中的故障評(píng)價(jià)模塊根據(jù)故障位置、故障類(lèi)型，判斷故障對(duì)電網(wǎng)電壓、電流、保護(hù)的影響，根據(jù)故障對(duì)電網(wǎng)的影響程度劃分故障等級(jí)，并將故障等級(jí)信息發(fā)送至故障存儲(chǔ)模塊，同時(shí)向電網(wǎng)反饋優(yōu)先處理等級(jí)高的故障；
[0026](2-5)故障顯示報(bào)警子系統(tǒng)在確定故障位置后進(jìn)行故障報(bào)警，并將故障存儲(chǔ)模塊存放的故障詳細(xì)信息顯示，