CN104598660B - 在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力网络，其公开了在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统，该方法包括：在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站；收集所述耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数；根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。根据本发明实施例，能够实现更高的孤岛效应检测的准确度和灵敏度并且对用户侧的电能质量没有影响。

Description

在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统

技术领域

本发明涉及电力网络，更具体地，涉及在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统。

背景技术

孤岛效应就是当电力公司的供电系统因故障事故或停电维修等原因停止输配电工作时，安装在各个用户端的分布式发电系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身切离市电网络，而形成的一个由分布式发电系统向周围负载供电的一种电力公司无法掌控的自给供电孤岛现象。孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备、相关人员造成不利的影响，包括：

1)危害电力维修人员的生命安全；

2)影响配电系统上的保护开关动作程序；

3)孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏；

4)当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流，可能会引起再次跳闸或对光伏系统、负载和供电系统带来损坏；

5)分布式发电系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。

现有的孤岛检测方法主要有被动检测法和主动检测法：

被动检测法：被动式方法利用电网断电时逆变器输出端电压、频率、相位或谐波的变化进行孤岛效应检测。但是在分布式发电系统的输出功率与局部负载功率平衡的情况下，被动式检测方法将失去孤岛效应检测能力，并且该方法的基本原理是通过监测数据变化率是否超过预先设定的门限值，所以存在较大的非检测区域(Non-Detection Zone，简称NDZ)，因此，检测结果的准确性和灵敏度不高。

主动检测法：主动式孤岛检测方法是指通过控制逆变器，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动。电网正常工作时，由于电网的平衡作用，检测不到这些扰动。一旦电网出现故障，逆变器输出的扰动将快速累积并超出允许范围，从而触发孤岛效应检测电路。然而该方法控制电路复杂，且降低了逆变器输出电能的质量，对用户侧的电能质量有较大影响。

因此，需要一种准确度和灵敏度更高并且对用户侧的电能质量没有影响的孤岛效应检测的方法和系统。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法，包括：在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站；收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数；根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在电力网络拓扑中检测孤岛效应的装置，包括：网络拓扑分析模块，在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站；参数收集模块，被配置为收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数；孤岛效应确定模块，被配置为根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

根据本发明实施例的方法和装置，能够实现更高的孤岛效应检测的准确度和灵敏度并且对用户侧的电能质量没有影响。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。

图2示出根据本发明实施例的在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法。

图3示出根据本发明实施例的电力网络拓扑。

图4示出图3实施例的耦合点附近和变电站附近的功率变化特性曲线。

图5示出图3实施例的耦合点附近和变电站附近的谐波分布变化特性曲线。

图6示出图3实施例的耦合点附近和变电站附近的谐波畸变的变化特性曲线。

图7示出根据本发明实施例的电力网络拓扑中检测孤岛效应的装置700。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

下面将参照本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的装置。

也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令装置(instruGt ionmeans)的制造品(manufacture)。

也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的过程。

图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图1所示，计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

现在参看图2，图2示出根据本发明实施例的在电力网络拓扑中孤岛效应的检测方法，包括：在步骤S201，在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站；在步骤S202，收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数；在步骤S203，根据耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

在步骤S201，在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站。

电力系统是由发电机、变压器、母线、开关、刀闸、线路等电力元件按一定形式连接而成的整体，电气运行性能受到元件特性和元件连接关系的约束。综合考虑电力系统的元件特性约束和连接关系约束，电力网络拓扑实际上包含了两类拓扑结构：几何拓扑和物理拓扑。几何拓扑反映了电网设备的几何连接状态，物理拓扑则体现了电网元件物理上的电气耦合关系。本发明实施例的孤岛效应的检测方法是基于电力网络拓扑进行分析的。

分布式电源(Distributed Generation，简称DG)，通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦(也有的建议限制在30～50兆瓦以下)的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括：以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电(光伏电池、光热发电)、风力发电、生物质能发电等。

在电力网络拓扑图中，找到负载和分布式电源的公共点，作为存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点(即PCC点，Point of Common Coupling)，然后找到给所述耦合点供电的变电站。

在步骤S202，收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数，在耦合点附近和给耦合点供电的变电站附近设置传感器，实时收集耦合点附近和变电站附近的电流、电压、频率、相位和谐波分布。根据本发明的实施例，所述耦合点附近是在所述电力网络拓扑中与所述耦合点之间除了输电线路之外不越过其它电力设备的区域范围，所述变电站附近是在所述电力网络拓扑中与所述变电站的出线端之间除了输电线路之外不超越其它电力设备的区域范围。

在步骤S203，根据所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性包括以下至少之一：耦合点附近和变电站附近的功率变化特性、谐波分布变化特性、谐波畸变的变化特性。

根据本发明的实施例，同时观测耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性，如果耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性符合以下情况的至少之一，则确定所述分布式电源和负载存在孤岛效应：耦合点附近和变电站附近的功率变化特性在某个时间段内具有互补性；耦合点附近和变电站附近的谐波分布变化特性在某个时间段内具有相关特性；耦合点附近和变电站附近的谐波畸变变化特性在某个时间段内具有相同的冲击曲线特点。

耦合点附近和变电站附近的功率变化特性具有互补性，是指某个时间段内，耦合点的功率具有增加的趋势，变电站附近的功率就具有减少的趋势，或者耦合点的功率具有减少的趋势，变电站附近的功率就具有增加的趋势，并且增加与减少的量值大致是相等的。这是由于在孤岛形成过程中，由于负载减少或者增加的缘故，变电站附近功率会出现变化，与之相对应的，由于对应负载增加或者减少的缘故，耦合点附近功率会出现反向变化，所以耦合点附近和变电站附近的功率具有互补性。

耦合点附近和变电站附近的谐波分布变化特性具有相关特性，是指如果不考虑时间上的延迟，在某个时间段内，耦合点附近与变电站附近的谐波分布曲线基本上是类似的。耦合点附近和变电站附近的谐波分布具有相关特性，这是由于在孤岛形成过程中，变电站附近会出现大量谐波，这些谐波分布具有与该孤岛形成过程中的电网运行参数相对应的特征，同样的，耦合点附近也会出现大量谐波，这些谐波分布也具有与该孤岛形成过程中的电网运行参数相对应的特征，所以，在某个时间段内，耦合点附近和变电站附近的谐波分布具有相关特性。

耦合点附近和变电站附近的谐波畸变具有相同的冲击曲线特点，是指耦合点附近和变电站附近的谐波畸变在一定时间范围内都有同方向的冲击曲线，冲击曲线的峰值可以有所不同。这是由于，在孤岛在形成过程中，电网运行参数会发生变化，尤其是耦合点附近和变电站附近会出现大量的谐波畸变现象。由于畸变发生在较短时间内，因此会产生同方向的冲击曲线。

根据本发明的实施例，采集耦合点和变电站附近的电网运行参数，同时观测两组电网运行参数，并且对两组电网运行参数的变化趋势进行对比，利用观测出的参数变化趋势识别出电网潜在的孤岛现象，提高孤岛检测的灵敏度和准确性，克服了现有方法在参数收集和参数变化率门限值设定的固有弱点。

图3示出根据本发明实施例的电力网络拓扑，为描述方便，该网络拓扑仅仅选取了某个区域的电力网络拓扑的一小部分示例性说明。如图所示，该电力网络拓扑包括分布式电源DG1、DG2，负载L1、L2、L3和L4，断路器cb1、cb2、cb3、cb4、cb5、cb6、cb7和cb8，变压器T1、T2和T3，变电站S。找到分布式电源DG1、DG2和负载L1、L2、L3和L4的公共点a，将其标记为耦合点PCC。接着，找到给耦合点PCC供电的变电站S，将变电站出线端附近的观测点b记为PPS点(Point of Power Supply)。在PCC附近设置传感器，实时收集耦合点附近的电流、电压、频率、相位、谐波分布和谐波畸变，在PPS点附近设置传感器，实时收集变电站出线端附近的电流、电压、频率、相位、谐波分布和谐波畸变。

观测耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的功率变化特性曲线、谐波分布变化特性曲线和谐波畸变的变化特性曲线。

图4示出图3实施例的耦合点附近和变电站附近的功率变化特性曲线，如图所示，耦合点附近和变电站附近的功率变化特性具有明显的互补性。图5示出图3实施例的耦合点附近和变电站附近的谐波分布变化特性曲线，如图所示，耦合点附近和变电站附近的谐波分布曲线在某个时间段内基本上是类似的，具有相关性。图6示出图3实施例的耦合点附近和变电站附近的谐波畸变的变化特性曲线，如图所示，耦合点附近和变电站附近的谐波畸变在一定时间范围内都有同方向的冲击曲线，因此具有相同的冲击曲线特点。

因此，可以确定图3所示的实施例中的分布式电源DG1、DG2和其周围的负载L1、L2、L3和L4存在孤岛效应，如图中圆形虚线区域所示。以上为说明的目的，分析了上述三种变化特性曲线，实际可以观测其中一种变化特性曲线，或者其中的两种来确定孤岛效应。

根据本发明的实施例，还包括：从电网运行监控系统的监测结果中查找所述耦合点附近和所述变电站附近是否存在设备故障；响应于确定所述耦合点附近和/或所述变电站附近存在设备故障，对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行修正；其中根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应包括：用修正后的所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数的变化特性替代所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数的变化特性来确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

具体地，响应于确定所述耦合点附近和变电站附近存在设备故障，对所述耦合点附近的电网运行参数和或变电站附近的电网运行参数进行修正；根据修正后的所述耦合点附近的电网运行参数和修正后的所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。其中对所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数进行修正包括：对所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数进行以下至少之一的处理：时间域平滑和频域滤波。

响应于确定所述耦合点附近存在设备故障，对所述耦合点附近的电网运行参数进行修正；根据所述变电站附近的电网运行参数的变化特性和修正后的所述耦合点附近的电网运行参数确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。其中对所述耦合点附近的电网运行参数进行修正包括：对所述耦合点附近的电网运行参数进行以下至少之一的处理：时间域平滑和频域滤波。

响应于确定所述变电站附近存在设备故障，对所述变电站附近的电网运行参数进行修正；根据所述耦合点附近的电网运行参数和修正后的变电站附近的电网运行参数确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。其中对所述变电站附近的电网运行参数进行修正包括：对所述变电站附近的电网运行参数进行以下至少之一的处理：时间域平滑和频域滤波。

从电网运行监控系统的监测结果中查找耦合点附近和变电站附近是否存在设备故障，具体地，从电网运行监控系统的监测结果中查找电网运行故障记录，根据电网运行故障记录在电力网络拓扑图中在耦合点附近及变电站附近查找是否存在设备故障，如果存在设备故障，则记录设备故障的位置和种类。

如果确定所述耦合点附近和/或变电站附近存在设备故障，那么所述耦合点附近的电网运行参数和/或变电站附近的电网运行参数不可靠，需要对耦合点附近的电网运行参数和/或变电站附近的电网运行参数进行修正，故障种类一般包括变压器故障，线路短路，开关重合闸，断路器跳开等，针对故障种类对耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数进行针对性的修正。例如，变压器故障会导致频率变化并出现谐波，因此需要过滤掉意外谐波。线路短路会导致时域电流、电压过载，因此需要对电流和电压进行平滑处理。开关重合闸会产生比较大的谐波，电流电压发生跳变，因此需要对电流和电压进行平滑处理以及过滤掉意外谐波。断路器跳开导致电流电压跳变比较大，因此需要对电流和电压进行平滑处理。

根据本发明的一个实施例，可以利用相邻数据取均值的方法实现对电网运行参数的平滑处理，通过采集故障发生之前一段时间内的电网运行参数，例如电流和电压，对采集的相邻的数个参数取均值，作为该参数去噪后的值。

根据本发明的又一个实施例，可以利用回归曲线建模的方法实现对电网运行参数的平滑处理，具体地，可以将故障发生之前一段时间内的电网运行参数以及参数所对应的时间点，例如电流和电压以及对应的时间点，拟合一条曲线，该曲线的自变量是当时的时间点，因变量是电网运行参数，而故障发生后的电网运行参数可以通过在曲线中代入当前故障时间点得到。

本领域技术人员应当理解，现有技术及中实现平滑处理还包括很多种方法，并不限于上述两个实施例，只要能够实现对电网运行参数的平滑处理，都落入本发明的范围。

本领域技术人员应当理解，可以用高通滤波器和低通滤波器实现谐波过滤，高通滤波器和低通滤波器的具体实现属于本领域的公知技术，因此在本发明中不做赘述。

上述三个实施例中，在对不可靠的电网运行参数修正之后确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应的方法与步骤S203相同，具体方法参见步骤S204，在此不再赘述。上述三个实施例对设备故障进行检测，一旦发现耦合点和/或变电站附近有设备故障，就对采集的不可靠的电网运行参数进行修正，修正的方法包括时间域平滑和频域滤波等，然后，利用修正后的参数作为电网运行参数检测孤岛效应，该参数修正使得孤岛效应的检测结果对各种故障引起的电网运行参数的噪声都有良好的鲁棒性，检测结果更准确。

前面已经参考附图描述了实现本发明的方法的各个实施例。本领域技术人员可以理解的是，上述方法可以以软件方式实现，也可以以硬件方式实现，或者通过软件与硬件相结合的方式实现。并且，本领域技术人员可以理解，通过以软件、硬件或者软硬件相结合的方式实现上述方法中的各个步骤，可以提供一种在电力网络拓扑中检测孤岛效应的的装置。即使该装置在硬件结构上与通用处理设备相同，由于其中所包含的软件的作用，使得该装置表现出区别于通用处理设备的特性，从而形成本发明的各个实施例的装置。

下面将参考附图7具体描述根据本发明实施例的在电力网络拓扑中检测孤岛效应的的装置700，该装置700包括：网络拓扑分析模块701，在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点和给所述耦合点供电的变电站；参数收集模块702，被配置为收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数；孤岛效应确定模块703，被配置为根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

根据本发明的实施例，其中所述耦合点附近是在所述电力网络拓扑中与所述耦合点之间除了输电线路之外不越过其它电力设备的区域范围，所述变电站附近是在所述电力网络拓扑中与所述变电站的出线端之间除了输电线路之外不超越其它电力设备的区域范围。

根据本发明的实施例，该装置700进一步包括：设备故障查找模块704，被配置为从电网运行监控系统的监测结果中查找所述耦合点附近和所述变电站附近是否存在设备故障；参数修正模块705，被配置为响应于确定所述耦合点附近和/或所述变电站附近存在设备故障，对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行修正；其中孤岛效应确定模块703被进一步配置为：用修正后的所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数替代所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数来确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应用。

根据本发明的实施例，其中参数修正模块进一步被配置为：对所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数进行以下至少之一的处理：时间域平滑和频域滤波。

其中所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性包括以下至少之一：耦合点附近和变电站附近的功率变化特性、谐波分布变化特性、谐波畸变的变化特性。

根据本发明的实施例，其中孤岛效应确定模块703进一步被配置为：如果所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性符合以下情况的至少之一，则确定所述分布式电源和负载存在孤岛效应：所述耦合点附近和所述变电站附近的功率变化特性在某个时间段内具有互补性；所述耦合点附近和所述变电站附近的谐波分布变化特性在某个时间段内具有相关特性；所述耦合点附近和所述变电站附近的谐波畸变变化特性在某个时间段内具有相同的冲击曲线特点。

上述每个模块的具体实现方法参照根据本发明实施例的在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法中的详细描述，在此不一一赘述。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法，包括：

在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站；

收集所述耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数，其中所述电网运行参数至少包括以下其中之一：电流、电压、频率、相位和谐波分布；

根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

从电网运行监控系统的监测结果中查找所述耦合点附近和所述变电站附近是否存在设备故障；

响应于确定所述耦合点附近和/或所述变电站附近存在设备故障，对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行修正；

其中根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应包括：

用修正后的所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数的变化特性替代所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数的变化特性来确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性包括以下至少之一：耦合点附近和变电站附近的功率变化特性、谐波分布变化特性、谐波畸变变化特性。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应包括：

如果所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性符合以下情况的至少之一，则确定所述分布式电源和负载存在孤岛效应：所述耦合点附近和所述变电站附近的功率变化特性在某个时间段内具有互补性；所述耦合点附近和所述变电站附近的谐波分布变化特性在某个时间段内具有相关特性；所述耦合点附近和所述变电站附近的谐波畸变变化特性在某个时间段内具有相同的冲击曲线特点。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述耦合点附近是在所述电力网络拓扑中与所述耦合点之间除了输电线路之外不越过其它电力设备的区域范围，所述变电站附近是在所述电力网络拓扑中与所述变电站的出线端之间除了输电线路之外不超越其它电力设备的区域范围。

6.根据权利要求2所述的方法，其中对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行修正包括：对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行以下至少之一的处理：时间域平滑和频域滤波。

7.在电力网络拓扑中检测孤岛效应的装置，包括：

网络拓扑分析模块，在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站；

参数收集模块，收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数，其中所述电网运行参数至少包括以下其中之一：电流、电压、频率、相位和谐波分布；

孤岛效应确定模块，被配置为根据所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。

8.根据权利要求7所述的装置，进一步包括：

设备故障查找模块，被配置为从电网运行监控系统的监测结果中查找所述耦合点附近和所述变电站附近是否存在设备故障；

参数修正模块，被配置为响应于确定所述耦合点附近和/或所述变电站附近存在设备故障，对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行修正；

其中孤岛效应确定模块被进一步配置为：用修正后的所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数替代所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数来确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应用。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性包括以下至少之一：耦合点附近和变电站附近的功率变化特性、谐波分布变化特性、谐波畸变变化特性。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的装置，其中孤岛效应确定模块进一步被配置为：如果所述耦合点附近的电网运行参数和所述变电站附近的电网运行参数的变化特性符合以下情况的至少之一，则确定所述分布式电源和负载存在孤岛效应：所述耦合点附近和所述变电站附近的功率变化特性在某个时间段内具有互补性；所述耦合点附近和所述变电站附近的谐波分布变化特性在某个时间段内具有相关特性；所述耦合点附近和所述变电站附近的谐波畸变变化特性在某个时间段内具有相同的冲击曲线特点。

11.根据权利要求7所述的装置，其中所述耦合点附近是在所述电力网络拓扑中与所述耦合点之间除了输电线路之外不越过其它电力设备的区域范围，所述变电站附近是在所述电力网络拓扑中与所述变电站的出线端之间除了输电线路之外不超越其它电力设备的区域范围。

12.根据权利要求8所述的装置，其中参数修正模块进一步被配置为：对所述耦合点附近的电网运行参数和/或所述变电站附近的电网运行参数进行以下至少之一的处理：时间域平滑和频域滤波。