[發明專利]在電力網絡拓撲中檢測孤島效應的方法和系統

在審

• 申請號: 201310532552.2
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104598660A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 張亞楠;金鋒;田啟明;劉宇航;曲俊媚;丁建棟
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 酆迅

技術領域

本發明涉及電力網絡，更具體地，涉及在電力網絡拓撲中檢測孤島效應的方法和系統。

背景技術

孤島效應就是當電力公司的供電系統因故障事故或停電維修等原因停止輸配電工作時，安裝在各個用戶端的分布式發電系統未能及時檢測出停電狀態而不能迅速將自身切離市電網絡，而形成的一個由分布式發電系統向周圍負載供電的一種電力公司無法掌控的自給供電孤島現象。孤島效應可能對整個配電系統設備及用戶端的設備、相關人員造成不利的影響，包括：

1)危害電力維修人員的生命安全；

2)影響配電系統上的保護開關動作程序；

3)孤島區域所發生的供電電壓與頻率的不穩定性質會對用電設備帶來破壞；

4)當供電恢復時造成的電壓相位不同步將會產生浪涌電流，可能會引起再次跳閘或對光伏系統、負載和供電系統帶來損壞；

5)分布式發電系統因單相供電而造成系統三相負載的欠相供電問題。

現有的孤島檢測方法主要有被動檢測法和主動檢測法：

被動檢測法：被動式方法利用電網斷電時逆變器輸出端電壓、頻率、相位或諧波的變化進行孤島效應檢測。但是在分布式發電系統的輸出功率與局部負載功率平衡的情況下，被動式檢測方法將失去孤島效應檢測能力，并且該方法的基本原理是通過監測數據變化率是否超過預先設定的門限值，所以存在較大的非檢測區域(Non-Detection?Zone，簡稱NDZ)，因此，檢測結果的準確性和靈敏度不高。

主動檢測法：主動式孤島檢測方法是指通過控制逆變器，使其輸出功率、頻率或相位存在一定的擾動。電網正常工作時，由于電網的平衡作用，檢測不到這些擾動。一旦電網出現故障，逆變器輸出的擾動將快速累積并超出允許范圍，從而觸發孤島效應檢測電路。然而該方法控制電路復雜，且降低了逆變器輸出電能的質量，對用戶側的電能質量有較大影響。

因此，需要一種準確度和靈敏度更高并且對用戶側的電能質量沒有影響的孤島效應檢測的方法和系統。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種在電力網絡拓撲中檢測孤島效應的方法，包括：在電力網絡拓撲中找到存在潛在孤島效應的分布式電源和負載的耦合點以及給所述耦合點供電的變電站；收集耦合點附近和所述變電站附近的電網運行參數；根據所述耦合點附近的電網運行參數和所述變電站附近的電網運行參數的變化特性確定所述分布式電源和負載是否存在孤島效應。

根據本發明的另一個方面，提供了一種在電力網絡拓撲中檢測孤島效應的裝置，包括：網絡拓撲分析模塊，在電力網絡拓撲中找到存在潛在孤島效應的分布式電源和負載的耦合點以及給所述耦合點供電的變電站；參數收集模塊，被配置為收集耦合點附近和所述變電站附近的電網運行參數；孤島效應確定模塊，被配置為根據所述耦合點附近的電網運行參數和所述變電站附近的電網運行參數的變化特性確定所述分布式電源和負載是否存在孤島效應。

根據本發明實施例的方法和裝置，能夠實現更高的孤島效應檢測的準確度和靈敏度并且對用戶側的電能質量沒有影響。

附圖說明

通過結合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特征和優勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。

圖1示出了適于用來實現本發明實施方式的示例性計算機系統/服務器12的框圖。

圖2示出根據本發明實施例的在電力網絡拓撲中檢測孤島效應的方法。

圖3示出根據本發明實施例的電力網絡拓撲。

圖4示出圖3實施例的耦合點附近和變電站附近的功率變化特性曲線。

圖5示出圖3實施例的耦合點附近和變電站附近的諧波分布變化特性曲線。

圖6示出圖3實施例的耦合點附近和變電站附近的諧波畸變的變化特性曲線。

圖7示出根據本發明實施例的電力網絡拓撲中檢測孤島效應的裝置700。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，并且能夠將本公開的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。