CN109004749A - 一种通信孤岛检测的方法 - Google Patents
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Classifications
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- H02J13/0003—
Abstract
本发明涉及一种通信孤岛检测的方法，该方法应用于直流微电网系统中，所述直流微电网系统包含多个节点，所述的方法包括：若一所述节点发生通信链路故障，该故障节点将产生一优先信号，并将该优先信号发送给与其连接的节点，所述与其连接的节点检测到所述优先信号后，将该优先信号发送给其他节点，并利用本地的搜索算法进行孤岛检测，若所述与其连接的节点是通信孤岛，则改变所述与其连接的节点的第一层次控制算法，否则不改变控制算法。与现有技术相比，本发明能够快速检测到通信孤岛，并重新建立新的连接。
Description
技术领域
本发明涉及微电网保护控制技术领域，尤其是涉及一种通信孤岛检测的方法。
背景技术
直流微电网不需要考虑频率稳定、无功调节、交流损耗等问题，便于接入新能源、电动汽车等设备，可应用于数据中心、住宅小区等场合。直流微电网通过整合各类微源和储能装置，能够更好地发挥各类微源的优势及作用，可以提高电能质量，减小分布式发电对电网的影响，其系统层级协调控制策略及合理结构已成为微电网技术研究的热点。
当前直流微电网系统最常用的控制结构是分层控制结构。分层控制结构包含一次控制层(或称，本地控制层：Primary layer)，二次控制层(Secondary layer)和三次控制层(Tertiary layer)。
一次控制为分布式电源接口逆变器的控制，在每个分布式电源中完成，其接口逆变器均包含功率控制环、电压和电流控制环和虚拟阻抗控制环等。分布式电源接口逆变器的功率控制环采用基于传统P/f和Q/V下垂特性的对等控制。由于传统下垂控制是一种有差调节，受低压微电网、分布式电源、间线路阻抗各异的影响，无法实现功率按照分布式电源的容量比例分配，因此，需要引入二次控制。
二次控制功能主要是对一次控制产生的偏差进行修正，实现各测量值的系统调节。二次控制层主要有集中式和分布式两种控制方式。
三次控制主要结合可再生能源发电功率预测和负荷预测，进行能量管理和系统级的协调优化控制。根据经济运行目标、储能装置剩余电量的要求设定各分布式电源的输出功率参考值或是下垂控制参考点信息，分配一次或二次控制需要承担功率波动比例，实现微电网的全局优化和能量管理。
直流微电网灵活的运行方式不仅给控制技术带来了难题，同时也是直流微电网保护技术需要克服的技术难题。与传统配电网不同，直流微电网包含大量的分布式电源，直流微电网保护面临如何在并网和孤岛两种运行方式下均能快速对微电网内部故障作出响应，且在并网工况下快速检测大电网故障，同时保证可靠性、选择性、快速性和灵敏性。因此，保护技术是保证微电网可靠和稳定运行的关键。
借助于先进的通信技术，微电网保护可获得微网拓扑结构和其它测量点信息，能实时根据微电网的运行状态调整动作特性，提高保护的灵敏度和可靠性，因此在微电网具有复杂运行方式的背景下，基于通信的保护技术更符合微电网发展方向。但是任何通信链路故障或通信孤岛都可能影响系统稳定性，并可能导致级联故障。直流微电网通信系统也具有通信延迟的问题，这会影响系统的负载的共享。另外，当系统网络在通信通道中传输大量信息时，可能会发生信息丢失，从而影响系统性能。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通信孤岛检测的方法，能够快速建立起新的系统连接方式，避免通信孤岛影响系统的运行，提高了系统的稳定性。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种通信孤岛检测的方法，该方法应用于直流微电网系统中，所述直流微电网系统包含多个节点，所述的方法包括：若一所述节点发生通信链路故障，该故障节点将产生一优先信号，并将该优先信号发送给与其连接的节点，所述与其连接的节点检测到所述优先信号后，将该优先信号发送给其他节点，并利用本地的搜索算法进行孤岛检测，若所述与其连接的节点是通信孤岛，则改变所述与其连接的节点的第一层次控制算法，否则不改变控制算法。
优选地，所述节点包含功率电路、控制电路和通讯电路，所述功率电路实现电能的变换，所述控制电路控制所述功率电路，所述通讯电路与所述控制电路连接，实现该节点与其他节点之间的通讯。
优选地，所述直流微电网系统采用分层控制方法，所述分层控制方法包含第一层次控制和第二层次控制，所述第一层次控制实现每个所述节点的本地控制，所述第二层次控制实现直流微电网系统的系统控制。
优选地，所述孤岛检测的搜索算法集成在第二层次控制中。
优选地，所述孤岛检测的搜索算法为深度优先搜索DFS算法。
优选地，所述孤岛检测的数据，通过所述节点通过所述通讯电路接收与其邻近节点的电压和电流控制参考值、优先信号来获得。
优选地，每个所述节点为相邻节点之间交换的信息维护一个查找表。
优选地，所述节点从邻近节点获取信号，如果不连通，则产生优先信号，检测到所述优先信号后，该节点重新更新其查找表并将优先信号转发给与其连接的其他节点。
优选地，若所述节点为通信孤岛，该节点的本地第一层次控制算法进行电压与电流控制。
与现有技术相比，本发明提供了一种新的通信孤岛检测方法，集成在分层控制结构中的第二层控制中，通过交换每个节点与其邻近节点的信息，并维护每个节点上的连接节点的查找表来实现保护，解决了通信链路故障，出现通信孤岛时，直流微电网系统不稳定的技术难题，保持了系统的稳定性和正常运行。
附图说明
图1直流微电网系统示意图；
图2为图1所示直流微电网系统中节点的框图；
图3本发明通信孤岛检测的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，直流微电网系统包括节点1、节点2、……节点n，多个节点，每个节点通过功率线路121-12n并网连接，进行功率交换。邻近的节点之间通过通讯链路111-11i进行通讯。
再参考图2，每个节点包含通信电路、控制电路和功率电路，所述功率电路实现电能的变换，控制电路控制所述功率电路，所述通讯电路与所述控制电路连接，实现该节点与其他节点之间的通讯。
所述直流微电网系统采用分层控制方案，所述分层控制方案包含第一层次控制和第二层次控制，所述第一层次控制实现每个所述节点的本地控制，所述第二层次控制实现直流微电网系统的系统控制。第二层次控制为第一层次控制提供电压和电流信号的参考值。
如图3所示本发明提供了一种新的通信孤岛检测方法，集成在分层控制结构中的第二层次控制中，从邻近节点获取信号，检测该两个节点之间是否连通，如果不连通则产生优先信号，并发送给其他节点，并使用本地搜索算法进行孤岛检测，判断为孤岛后，更新查找表，并更新本地控制方案，更新后的控制方案不进行电压控制。如果连通则不改变控制方案。所述优先信号与常规信号一起发送给与其邻近的节点，所述优先信号也被传递给其他节点。每个节点检查优先信号，并根据优先信号重新建立新的连通性查找表。
本发明提供了一种新的通信孤岛检测方法，集成在分层控制结构中的第二层控制中，通过交换每个节点与其邻近节点的信息，并维护每个节点上的连接节点的查找表来实现保护，解决了通信链路故障，出现通信孤岛时，直流微电网系统不稳定的技术难题，保持了系统的稳定性和正常运行。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种通信孤岛检测的方法，该方法应用于直流微电网系统中，所述直流微电网系统包含多个节点，其特征在于，所述的方法包括：若一所述节点发生通信链路故障，该故障节点将产生一优先信号，并将该优先信号发送给与其连接的节点，所述与其连接的节点检测到所述优先信号后，将该优先信号发送给其他节点，并利用本地的搜索算法进行孤岛检测，若所述与其连接的节点是通信孤岛，则改变所述与其连接的节点的第一层次控制算法，否则不改变控制算法。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点包含功率电路、控制电路和通讯电路，所述功率电路实现电能的变换，所述控制电路控制所述功率电路，所述通讯电路与所述控制电路连接，实现该节点与其他节点之间的通讯。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流微电网系统采用分层控制方法，所述分层控制方法包含第一层次控制和第二层次控制，所述第一层次控制实现每个所述节点的本地控制，所述第二层次控制实现直流微电网系统的系统控制。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述孤岛检测的搜索算法集成在第二层次控制中。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述孤岛检测的搜索算法为深度优先搜索DFS算法。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述孤岛检测的数据，通过所述节点通过所述通讯电路接收与其邻近节点的电压和电流控制参考值、优先信号来获得。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述节点为相邻节点之间交换的信息维护一个查找表。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述节点从邻近节点获取信号，如果不连通，则产生优先信号，检测到所述优先信号后，该节点重新更新其查找表并将优先信号转发给与其连接的其他节点。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述节点为通信孤岛，该节点的本地第一层次控制算法进行电压与电流控制。
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