[發明專利]一種檢測電網電壓突變故障的方法

有效

• 申請號: 201410141746.4
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN103901306A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 鄭愫;龔春英;王峰;陳杰;陳新;王慧貞
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本發明公開了一種檢測電網電壓突變故障的方法，屬于電力系統電網故障檢測的技術領域。

背景技術

隨著新能源的開發和利用以及公共環境政策和電力市場擴大等因素共同作用，分布式發電得到了長足的進步。微電網就是在分布式發電基礎上，提高了供電可靠性，改善了電能質量，所形成的一種新型的供電方式。它是一個由分布式電源、儲能裝置、能量轉換裝置、相關負荷及監控、保護裝置等組合而成的小型發配電系統。微電網能夠實現自我控制，保護和管理的自治，既可以與外部電網并網運行，也可以在電網出現故障時孤立運行。其中，當電網出現突變故障時，微電網監控系統需要快速的檢測出該故障發生并實現與故障電網的快速分離從而保證微電網自身的安全穩定。因此，研究對電網電壓突變故障的快速檢測及實現對于保證微電網可靠運行具有重要現實意義。

目前，在傳統電網突變故障檢測中，常采用電壓有效值的檢測的方法，利用檢測到的有效值與設定的閾值進行比較，當檢測到的有效值超過閾值時，從而判斷出故障。有效值檢測方法通常較慢不滿足快速檢測的要求。

電壓瞬時值零點處值比較小，難以設定閾值進行判斷，所以在電壓瞬時值過零點附近采用電壓變化率周期差值法進行判斷。由于DSP數字采樣存在誤差，實際零點，采入DSP后有一定的數字量，所以精確過零點附近段的選擇有一定的難度。電壓變化率周期差值法過零點附近段的選擇也有這樣的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種檢測電網電壓突變故障的方法。

本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案：

一種檢測電網電壓突變故障的方法，包括如下步驟：

步驟1，采集電網電壓瞬時值信號、電壓變化率信號；

步驟2，以相同采樣頻率對相鄰兩周期的電網電壓瞬時值信號、電壓變化率信號進行采樣，得到相鄰兩周期各采樣點的電網電壓瞬時值、電壓變化率瞬時值；

步驟3，利用周期差值法求得相鄰兩周期各采樣點的電網電壓瞬時值的差值、電壓變化率瞬時值的差值，確定各采樣點類型，再根據采樣點類型進而判定電網運行情況：

當采樣點電網電壓瞬時值不為0，且相鄰兩周期中該采樣點電網電壓瞬時值差值絕對值大于電網電壓瞬時值閾值時，電網在該采樣點故障；

當采樣點電網電壓瞬時值為0.，電壓變化率瞬時值不為0，且相鄰兩周期中該采樣點電壓變化率瞬時值差值的絕對值大于電壓變化率閾值時，電網在該改采樣點故障；

當采樣點電網電壓瞬時值不為0，且相鄰兩周期中該采樣點電網電壓瞬時值差值絕對值小于電網電壓瞬時值閾值時，電網正常運行；

當采樣點電網電壓瞬時值為0，電壓變化率瞬時值不為0，且相鄰兩周期中該采樣點電壓變化率瞬時值差值絕對值小于電壓變化率閾值時，電網正常運行。

作為所述檢測電網電壓突變故障的方法的進一步優化方案：

所述采樣點的電網電壓瞬時值差值絕對值連續大于電網電壓瞬時值閾值N次時，判定電網在該采樣點故障，N為大于2的整數；

所述采樣點電壓變化率瞬時值差值的絕對值大于電壓變化率閾值M次時，判定電網在該采樣點故障，M為大于2的整數。

本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果：改善了現有技術在電網電壓較小時難以確定故障的缺陷，解決了傳統電網電壓突變故障檢測慢的問題。

附圖說明

圖1為快速檢測電網電壓突變故障總體實現結構框圖。

圖2為二階諧振濾波器產生2路正交信號原理圖。

圖3為單相軟件鎖相環結構框圖。

圖4單相軟件鎖相實驗結果圖。

圖5突變故障快速檢測實驗波形。

具體實施方式

下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明。

如圖1所示，本發明在傳統的電網電壓突變故障檢測基礎上，通過檢測電網電壓瞬時值結合電網電壓變化率瞬時值，用DSP存儲相鄰兩個周期電網電壓和電壓變化率的瞬時值，用周期差值法快速判斷出電網突變故障的方法。提出一種可快速檢測電網電壓突變故障的方法，用以解決傳統電網電壓突變故障檢測慢的問題。

將電網電壓瞬時值/電網電壓變化率瞬時值u通過采樣調理電路板進行調理，我們以單相電壓瞬時值u為例進行說明，為時間t的正弦波函數。我們通過采樣調理電路板，將幅值比較大的電網電壓，調節成DSP的A/D口允許接入的電壓范圍（0～+3v）。

三相電網電壓瞬時值：

u_a=U_Asinωt