[發(fā)明專利]一種基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測方法

無效

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• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102721885A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 祖光鑫;宿海濤;張五洲;王鵬飛;黨文越
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江省電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務(wù)所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測方法，屬于電力系統(tǒng)檢測領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當電網(wǎng)因突發(fā)原因而脫離時，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能及時檢測出電網(wǎng)的脫離而將自身切離，并繼續(xù)與負載保持運行的狀態(tài)，稱為孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)具有相當大的危害性，根據(jù)IEEE的相關(guān)標準要求，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)必須具有孤島檢測能力，孤島效應(yīng)的防治策略需要快速地檢測出電網(wǎng)的脫離，以便及時地斷開分布式并網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，將危害降到最低。

目前，公知的孤島效應(yīng)檢測方法主要分為主動式檢測和被動式檢測兩大類。主動檢測法主動地發(fā)出電壓、頻率、相位或功率等擾動信號擾動電網(wǎng)，同時檢測公共連接點(PCC)的電壓、頻率、相位或諧波等參數(shù)，通過參數(shù)的變化來判斷孤島狀況；被動式檢測方法實時檢測公共連接點(PCC)的電網(wǎng)的電壓、頻率、相位和諧波等參數(shù)來判斷孤島效應(yīng)。但是現(xiàn)在常用的孤島效應(yīng)防治方法都會遇到一些的問題，根據(jù)主動式檢測方法的原理，任何主動式檢測方法都無法避免地會向電網(wǎng)中注入諧波，破壞電網(wǎng)質(zhì)量，而一般的被動式檢測方法會存在較大的不可檢測域并且檢測的時間不確定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有檢測孤島效應(yīng)時采用主動式檢測方法都無法避免地會向電網(wǎng)中注入諧波，破壞電網(wǎng)質(zhì)量，而采用一般的被動式檢測方法會存在較大的不可檢測域并且檢測的時間不確定的問題，提供了一種基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測方法。

本發(fā)明所述一種基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測方法，該方法涉及的孤島效應(yīng)檢測裝置檢測供電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)，所述供電系統(tǒng)包括電網(wǎng)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、用電負載、第一斷路器和第二斷路器，電網(wǎng)和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)共同為用電負載供電，電網(wǎng)由第一斷路器控制開關(guān)狀態(tài)，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由第二斷路器控制開關(guān)狀態(tài)，

該方法涉及的孤島效應(yīng)檢測裝置包括檢測器和孤島效應(yīng)檢測單元，

檢測器包括霍爾電壓傳感器、運算放大電路和AD轉(zhuǎn)換電路；

孤島效應(yīng)檢測單元包括低通濾波模塊、四階小波濾波器和孤島效應(yīng)判斷模塊；

所述一種基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測方法包括以下步驟：

步驟一、霍爾電壓傳感器實時采樣檢測電網(wǎng)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和用電負載三者的公共連接點的電壓信號，并對該電壓信號進行處理獲取一系列公共連接點電壓信號u(i)，i＝1，2，...，n，其中：i為采樣次數(shù)，n為正整數(shù)；

步驟二、四階小波濾波器對所述公共連接點電壓信號u(i)進行四階小波分解，獲取第i次采樣四階小波系數(shù)d4(i)；

步驟三、孤島效應(yīng)判斷模塊根據(jù)步驟二獲取的第i次采樣四階小波系數(shù)d4(i)；計算第i次采樣所在工頻周期的四階小波系數(shù)能量E_d4和第i次采樣四階小波系數(shù)幅值D_d4(i)，

第i次采樣所在工頻周期的四階小波系數(shù)能量E_d4按公式獲取，

式中：f為工頻，k為采樣頻率，采樣頻率k為公網(wǎng)頻率f的整數(shù)倍，

第i次采樣四階小波系數(shù)幅值D_d4(i)按公式D_d4(i)＝d4(i)-d4(i-2)獲取，

式中：d4(i-2)為第i-2次采樣四階小波系數(shù)；

步驟四、判斷是否同時滿足條件E_d4≥A和D_d4(i)≥B，

判斷結(jié)果為否，則認為不存在孤島效應(yīng)；判斷結(jié)果為是，則認為存在孤島效應(yīng)，孤島效應(yīng)判斷模塊輸出控制命令，讓分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)斷網(wǎng)，

式中：A為能量閾值，其中a為能量閾值系數(shù)，且a取1.5～3，為正常態(tài)下抽樣5～10個工頻周期的四階小波系數(shù)能量的平均值；

B為幅值閾值，其中b為幅值閾值系數(shù)，b取2～5，為正常態(tài)下抽樣10～50個采樣點的四階小波系數(shù)幅值平均值。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明所述的孤島效應(yīng)檢測技術(shù)不會對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，可以有效地減小不可檢測域并準確的檢測出孤島效應(yīng)的發(fā)生，減小了被動式檢測方法的不可檢測域，可以檢測出一般被動式檢測方法所無法識別的孤島效應(yīng)，并且可以迅速地識別了孤島效應(yīng)的特征，顯著地提高對孤島效應(yīng)發(fā)生的檢測速度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述一種基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測方法涉及的孤島效應(yīng)檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是四階小波濾波器的一般性原理框圖；

圖3是利用小波分析法分析信號示例圖；

圖4是PCC電壓欠頻率的小波分析圖；