[發明專利]一種基于XGBoost算法的含PHEV光伏微網孤島檢測法

在審

• 申請號: 201911171803.2
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110866366A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 李軍;張威;張玉瓊;劉小壯;殷永杰;郝思鵬;呂干云
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N20/20;G06F113/04
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 劉菊蘭

本發明公開了一種基于XGBoost算法的含PHEV光伏微網孤島檢測法，包括如下步驟：建立含有PHEV的光伏微網仿真模型；設計仿真狀態：考慮光伏微網系統在運行過程中遇見的狀況，仿真出多種運行狀態；采集運行數據：對模型進行仿真運行，采集公共耦合點處相關電氣特征量的數值，劃分訓練樣本集和測試樣本集；訓練模型：根據訓練樣本集，采用XGBoost算法訓練生成預測模型；模型檢驗與結果分析：將測試樣本集帶入模型中，對生成的模型進行檢驗及分析。本發明在不影響電能質量的前提下，縮小檢測盲區，減少誤判，從而有效提高孤島劃分準確率。

技術領域

本發明屬于微電網運行與控制領域，尤其涉及一種基于XGBoost算法的含PHEV光伏微網孤島檢測法。

背景技術

目前，常見的孤島檢測方法主要可以分為通信式檢測法、被動式檢測法和主動式檢測法三大類。通信式孤島檢測方法主要是采用無線通信手段來檢測斷路器的開斷狀態，檢測結果準確可靠，但是需要加裝額外設備，實現成本較高，操作復雜，因此未能得到廣泛的應用。被動式孤島檢測方法是利用孤島狀態發生時由于功率不匹配而造成公共耦合點處電氣量的變化情況來識別孤島運行狀態，此類方法實現容易且不會影響電能質量，但檢測精度和準確性受閾值設定的影響較大，在系統參數處于功率平衡狀態附近時往往會存在著較大的檢測盲區。主動式檢測方法主要是向系統中注入擾動信號，并利用擾動信號引起的電氣量變化來判斷孤島是否發生，這類方法在一定程度上減小了檢測盲區，但是會對電能質量造成影響。

近年來，隨著節能高效的插電式混合電動汽車(以下簡稱PHEV)的大規模使用，越來越多的充電站并入光伏微網，而PHEV普遍采用的快速充電方式表現為直流側的低阻抗短路，使得電網側的功率瞬變，對傳統孤島檢測方法的準確性造成了一定的影響。

發明內容

發明目的：針對現有技術中PHEV快速充電影響傳統光伏微網孤島檢測準確性的問題，本發明公開了一種基于XGBoost算法的含PHEV光伏微網孤島檢測法，在不影響電能質量的前提下，縮小檢測盲區，從而有效提高孤島劃分準確率。

技術方案：本發明采用如下技術方案：一種基于XGBoost算法的含PHEV光伏微網孤島檢測法，包括如下步驟：

步驟(1)、根據含有PHEV的光伏微網結構，建立對應的含有PHEV的光伏微網仿真模型；

步驟(2)、設計仿真狀態：考慮光伏微網系統在運行過程中遇見的狀況，設計出多種運行狀態；

步驟(3)、采集運行數據：由所述步驟(2)中確定的多種狀態對模型進行仿真運行，采集公共耦合點處相關電氣特征量的數值，將測量得到的不同狀態下的仿真數據樣本集按照比例隨機分為兩部分，數據較多的是訓練樣本集，數據較少的是測試樣本集；

步驟(4)、訓練模型：根據所述步驟(3)中的訓練樣本集，采用XGBoost算法訓練生成預測模型；

步驟(5)、模型檢驗與結果分析：將所述步驟(3)中的測試樣本集帶入步驟(4)訓練好的模型中，對生成的模型進行檢驗及分析。

優選的，所述步驟(1)中仿真模型忽略充電服務策略，功率管理和充電過程損耗情況。

優選的，所述步驟(1)中仿真模型負載選取的是IEEE-33節點配電系統。

優選的，所述步驟(2)中仿真狀態包括：在不同負載情況下系統并網或孤島運行、接入PHEV進行快速充電時系統處于并網或孤島運行、大容量負載的接入與接出、白噪聲干擾、模擬系統產生各種相間短路和對地短路故障。

優選的，所述步驟(2)中，當系統處于功率匹配狀態附近時，負載變化步長減小。

優選的，所述步驟(3)中采集的相關電氣特征量包括：電壓幅值u、電壓變化率du/dt、頻率f、頻率變化率df/dt、有功功率P、有功功率變化率dP/dt、無功功率Q、無功功率變化率dQ/dt。