[發明專利]基于電力無線專網的孤島檢測方法

在審

• 申請號: 201710251857.4
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106849077A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 林其友;王劍;吳順風
• 申請（專利權）人: 國網安徽省電力公司蕪湖供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J13/00;G01R31/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明屬于電力系統安全保護的技術領域，涉及分布式新能源發電并網的防孤島保護技術。更具體地，本發明涉及基于電力無線專網的孤島檢測方法。

背景技術

為應對全球環境和能源的雙重壓力，世界各國在積極調整能源結構，分布式光伏電站作為一種可再生清潔能源發電形式，近年來得到了快速發展。

孤島問題一直是分布式電源并網運行中的研究焦點，孤島運行可分為計劃孤島和非計劃孤島，非計劃孤島的運行狀態是偶然的，范圍是不確定的，孤島運行一定時間會對電網系統、分布式電源及其電力設備造成損害。當DG(distributed generation，分布式(電源)發電)處于孤島運行狀態時，會因DG容量與所帶負荷不匹配而造成逆變器端電壓、頻率等電氣量發生波動。隨著并網電源和發電容量的不斷增加，此類問題會更加凸顯。

孤島狀態的檢測是整個孤島問題研究的基礎。目前常用的孤島檢測方法，按照安裝位置可分為電網側(又稱遠程法)、逆變器端及并網點三種；按照具體方法類別又分為被動檢測法、主動檢測法和混合檢測法三大類。被動檢測法原理較為簡單、無需添加額外設備，且對電能質量和電網穩定性沒有影響，但存在較大的檢測盲區，且檢測用時過長。主動式檢測法是通過給系統注入擾動信號來檢測孤島，往往會對電能質量產生影響，或多個擾動信號源相互干擾造成誤判或檢測不出孤島狀態。

發明內容

本發明提供一種基于電力無線專網的孤島檢測方法，其要解決的技術問題是：有效判斷孤島狀態，并在孤島發生時有效發出告警。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明的基于電力無線專網的孤島檢測方法，所述的電力無線專網采用TD-LTE技術；所述的孤島檢測方法應用于分布式光伏電站(DG)所屬的配電網線路區域；所述的孤島檢測方法為配電網線路中每個開關節點配置無線通信數據采集器，并進行網絡節點配置；對分布式光伏電站所在配電網區域進行拓撲結構初始化，生成拓撲模型；分布式光伏電站根據拓撲模型向關聯線路中的相關通信節點訂閱開關狀態信息；依據采集的通訊節點開關狀態判斷孤島是否發生。

所述的孤島檢測方法的步驟是：

A.構建基于TD-LTE技術的電力無線專網，覆蓋分布式光伏電站所屬的配電網線路區域；

B.所述的配電網線路包括電力無線專網下35KV變電站、斷路器及開關刀閘、分段開關節點和分布式光伏電站DG；并相應設置35KV變電站節點S1、斷路器及開關刀閘節點K1～Kn、分段開關節點DL；

C.在配電網線路中的關聯開關節點上安裝電力開關狀態采集器，通過TD-LTE通信模塊與DG端無線通訊；

D.節點配置初始化：將無線網絡范圍內的通信節點分層分級，每個節點都配有唯一的通信地址，并同時設置一份下一級節點通信地址表；圖2為單節點示意圖，K1通過檢索地址表與直屬下級節點K2～Kn進行無線通信；

E.當發生開關節點物理位置的增加或減少時，需要重新進行節點配置初始化，更新通信地址表；

F.網絡拓撲識別：S1具有發起拓撲初始化命令權限，K1～Kn依次將通信地址累進傳送至DG端，完成通信拓撲初始化；此時，DG端并網通信裝置得到一組通信拓撲節點地址S1、K1～Kn；

G.根據網絡拓撲初始化識別，當DL斷開時得到模型一，當左側線路發送故障DL閉合時得到模型二；

H.信息訂閱及發布：DG端并網通信裝置與模型中所有拓撲節點的通信方式采用發布者/訂閱者機制，DG端(訂閱者)根據得到的通信拓撲地址向相關通信節點(分布者)發送訂閱申請；

I.孤島狀態邏輯判斷：通信拓撲初始化后DG端得到兩組影響其孤島狀態的通信拓撲模型；通過消息訂閱，DG實時接接收來自兩組模型中節點的開關狀態信號，并對信號數據進行分析處理，判斷DG的孤島狀態；開關閉合為1,；開關斷開為0；

X1＝S1∩K1∩K2∩K3∩K4；

X2＝S1∩K5∩K6∩DL∩K3∩K4；

Y＝X1∩X2；

當Y＝1時則判定孤島未發生，當Y＝0時則判定孤島發生。

所述的變電站為35KV變電站。

所述的TD-LTE電力無線專網通信頻段選擇230MHz或1.8GHz。

步驟D中對開關節點進行分級定義，若線路中存在分段開關、聯絡開關設備，其開關狀態能造成配電網拓撲結構動態變化，則將所述的分段開關節點、聯絡開關節點級別設置高于同層相鄰線路節點。