[發(fā)明專利]一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與SMS相結(jié)合的混合孤島檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810007213.5
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108280269B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李磊;王濤;羅玉平;劉芹
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)安徽省電力有限公司銅陵供電公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/04;G06N3/08;H02J3/38
• 代理公司: 合肥和瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺;鄭琍玉

本發(fā)明公開了一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與SMS相結(jié)合的混合孤島檢測方法，該方法技術(shù)方案為：于第一階段通過檢測一個周期內(nèi)公共耦合點上的電壓信號并進行小波變換，得到一個電壓周期內(nèi)的小波系數(shù)絕對值的平均值并將其作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號，最后運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行模式識別；第二階段引入SMS算法中的相位擾動，使公共耦合點電壓的頻率是否超過閾值，并通過頻率檢測來確定是否真正發(fā)生了孤島現(xiàn)象，從而在并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)處于孤島狀態(tài)時采取相應(yīng)的孤島保護措施。本發(fā)明大大地提高了孤島檢測的可靠性，在保證孤島識別率的前提下，大大降低了檢測方法對系統(tǒng)電能質(zhì)量的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

一種孤島檢測方法，尤其是一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與SMS相結(jié)合的混合孤島檢測方法。

背景技術(shù)

隨著人類社會對電能需求的增大和電力工業(yè)技術(shù)的進步，分布式發(fā)電DG(distributed generation)技術(shù)在世界各國得到了廣泛的關(guān)注和深入的研究。以光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等為代表的DG系統(tǒng)不僅清潔環(huán)保、能源可再生，而且與傳統(tǒng)集中式發(fā)電相比，還具有投資小，發(fā)電方式靈活等特點。但大量分布式發(fā)電并網(wǎng)后.產(chǎn)生了一系列新的問題，孤島效應(yīng)就是嚴重的問題之一.因此孤島檢測是分布式發(fā)電并網(wǎng)的必要功能。孤島現(xiàn)象發(fā)生后，孤島效應(yīng)發(fā)生后可能會引起電網(wǎng)頻率和電壓的變化，影響電能傳輸質(zhì)量，嚴重時可能造成用電設(shè)備的損壞，同時也可能會危及電網(wǎng)線路維修人員的安全，因此，孤島檢測是分布式發(fā)電裝置必須具備的一項功能。文獻1發(fā)明專利《基于小波變換和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)逆變器孤島檢測方法》(公告號CN102611140B)，該發(fā)明選用2個電壓、電流信號小波系數(shù)的絕對平均值，以及對應(yīng)的差值作為特征向量但該方法由于僅考慮電流、電壓信號2個尺度上的小波分解信息，并且2個差值本身不是獨立變量，使得檢測的成功率不高。文獻2發(fā)明專利《基于引入粒子群算法及相位擾動的孤島檢測方法》(公告號CN104638671A)，該發(fā)明采用粒子群小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及相位擾動兩種方法相結(jié)合，但由于粒子群引入增加了計算的復(fù)雜以及檢測的時間，尤其隨著負載品質(zhì)因數(shù)Q_f的增大，傳統(tǒng)的SMS相位擾動檢測速度會減慢甚至?xí)?dǎo)致孤島檢測失敗的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與SMS相結(jié)合的混合孤島檢測方法。

為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與SMS相結(jié)合的混合孤島檢測方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1，實時采集分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)公共耦合點的電壓值u_PCC(i)，其中的i為采樣次數(shù)；

步驟2，將采集的電壓值u_PCC(i)進行如下處理：

將采集的公共耦合點電壓值u_PCC(i)進行4尺度的小波變換，提取第i次采樣的第j尺度的細節(jié)信號d_j(i)，按計算出一個電壓周期內(nèi)的小波系數(shù)絕對值的平均值，E_j作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號，對應(yīng)的孤島和非孤島狀態(tài)作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出信號，其中j＝1,2,3,4，n為一個電壓周期內(nèi)的采樣次數(shù)，所述輸入信號，輸出信號作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練樣本；

步驟3，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述訓(xùn)練樣本進行計算，獲得分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)孤島狀態(tài)以及非孤島狀態(tài)下的模式識別能力；當(dāng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷系統(tǒng)與主電網(wǎng)斷開時，即BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的結(jié)果為高電平，則實時采集分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)公共耦合點的頻率f_PCC信號；當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)判斷系統(tǒng)與主電網(wǎng)連接時，即BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的結(jié)果為低電平，將相位擾動Δθ置零并返回步驟1；

步驟4，先比較公共耦合點的頻率f_PCC和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的額定頻率f_N，當(dāng)f_PCC≥f_N時，則設(shè)相位擾動否則設(shè)相位擾動式中的r為滑膜頻率偏移算法(SMS)中圓形相位偏移曲線的半徑，再將相位擾動Δθ加入逆變器的控制信號中；