CN114268123A - 一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，方法包括载波信号发生装置连接n台载波信号检测装置；载波信号发生装置向n台载波信号检测装置发报功率载波信号；n台载波信号检测装置对载波信号发生装置回执；载波信号发生装置等待回执；若载波信号发生装置收到n个回执，降低发报功率返回等待回执步骤，完成循环；若载波信号发生装置未收到n个回执，增加发报功率返回等待回执步骤，完成循环；若增加发报功率后仍未收到n个回执，则记录未回执的并离网响应控制器地址。经过载波信号发射功率的动态调节和优化，在保证了并离网切换可靠性的同时，大大降低了检测过程中对电能质量的影响，还可以保证并离网可靠性的最小功率值。

Description

一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法

技术领域

本申请涉及电力系统保护与控制技术领域，尤其涉及一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法。

背景技术

随着微电网的规模和容量的不断增加，当电网非计划停电时，微电网内的供电潮流方向、电压、频率发生改变，微电网供电特性也发生巨大变化，为保证局地的无扰动切换和可靠供电，需要微电网进行快速相应切换运行及控制。

目前并离网切换方法主要包括基于远程通讯的并离网切换法和本地并离网切换法。本地并离网切换法又分为主动式检测法以及被动式检测法，主动式检测方案通过在系统中有意地引入扰动信号，来监控系统中的电压、频率或阻抗数值上的变化，以确定主电网的存在与否，该方法能够减小甚至消除检测盲区，但同时也对电能质量造成了一定影响，并且在微电网应用于多个分布式电源时，因无法保证扰动信号的同步性，可能使得扰动相互抵消而稀释，大大降低了并离网切换的可靠性。被动式检测法是通过监控分并离网响应控制器与主电网接口处的电压或者频率的异常来进行并离网切换，该方法不会对系统电能质量造成影响，但是存在较大检测盲区，通常与主动法配合使用。

基于远程通讯的并离网切换法主要是联锁跳闸法及电力传输线载波通讯法。传统的远程通讯方法一方面在通信网络发生故障或受到干扰时，载波信号容易产生数据丢包，导致方法也随之失效。另一方面还提高了设备成本，能耗较大，装置安装的复杂性也限制了其在工程中使用。

发明内容

本申请提供了一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，以解决影响电能质量以及降低并离网切换可靠性的问题。

本申请提供了一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，包括以下步骤：

步骤一，在装有并离网响应控制器的线路首端安装载波信号发生装置，即主机；且在下游的每一个并离网响应控制器的并网口安装一个载波信号检测装置，即从机；

步骤二，所述主机提前预存辖区内所述从机的台数n；

步骤三，启动算法后，所述主机每1s向电力线过零点发送功率P_mt载波信号，发报的信息包括主机地址位和发报功率P_mt；

步骤四，所述主机发报后等待所述从机回执，收到所述从机回执后进行如下处理：

如果收到n台所述从机回执，则确定通信可靠，且发报功率P_mt较大，故将下一时刻发报功率P_mt+1下调ΔP，即P_mt+1＝P_mt-ΔP，执行步骤二，进行再次发报，完成一次循环；

若某一次循环中，所述主机未收到n个回执，则认为所述主机发报功率P_mt过低，或者某一个所述从机发生并离网切换；提高发报功率P_mt至上一时刻发报功率P_mt-1的2倍的ΔP发报功率，即P_mt＝P_mt-1+2·ΔP，重新发报，执行步骤五；

步骤五，若所述主机上调功率P_mt＝P_mt-1+2·ΔP后未收到n个回执，则记录未曾回执的并离网响应控制器的地址，确定并离网响应控制器发生并离网故障；将主机定义n＝n-1，抛弃故障并离网响应控制器，对剩余的并离网响应控制器进行降功率P_mt＝P_mt-1-ΔP发报。

进一步地，所述主机的发报功率将随着负载的功率发生变化，是一个动态调节的过程。

进一步地，所述主机不断下调和动态优化，找到最小的功率，保证并离网切换的可靠性，同时降低对电能质量的影响。

进一步地，所述主机过零点发报，通过下调和动态优化的过程，减少能耗，达到节能的效果。

进一步地，所述从机可以给所述主机发送回执，能达到从机复用的功能。

进一步地，所述从机不仅限于接收主机的载波信号，还同时接受其他从机的载波信号，只是对主机的载波信号进行回应。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，方法包括步骤一，在装有并离网响应控制器的线路首端安装载波信号发生装置，即主机；且在下游的每一个并离网响应控制器的并网口安装一个载波信号检测装置，即从机；步骤二，所述主机提前预存辖区内所述从机的台数n；步骤三，启动算法后，所述主机每1s向电力线过零点发送大功率载波信号，发报的信息包括主机地址和发报功率P_mt；步骤四，所述主机发报后等待所述从机回执，收到所述从机回执后进行如下处理：如果收到n台所述从机回执，则确定通信可靠，且发报功率P_mt较大，故将下一时刻发报功率P_mt+1下调ΔP，即P_mt+1＝P_mt-ΔP，执行步骤二，进行再次发报，完成一次循环；若某一次循环中，所述主机未收到n个回执，则认为所述主机发报功率P_mt过低，或者某一个所述从机发生并离网切换；提高发报功率P_mt至上一时刻发报功率P_mt-1的2倍的ΔP发报功率，即P_mt＝P_mt-1+2·ΔP重新发报，执行步骤五；步骤五，若所述主机上调功率P_mt后未收到n个回执，则记录未曾回执的并离网响应控制器的地址，确定并离网响应控制器发生并离网故障；将主机定义n＝n-1，抛弃故障并离网响应控制器，对剩余的并离网响应控制器进行降功率，即执行P_mt＝P_mt-1-ΔP发报。本申请经过功率的动态调节和优化，在保证了并离网切换可靠性的同时，大大降低了检测过程中对电能质量的影响，还可以保证并离网可靠性的最小功率值。其中，ΔP为的增加或降低的发报功率；P_mt为某一时刻的发报功率；P_mt-1为上一时刻的发报功率；P_mt+1为下一时刻的发报功率；

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的主机和从机的结构示意图；

图2为一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法流程示意图。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

本申请是一种自动调节发报功率的载波通信并离网切换方法。主要是在分布式电源并网系统中，运用载波通信技术自动调节发报功率，来检测分布式并网发电系统是否进入并离网状态的检测方法。

一种自动调节发报功率的载波通信并离网切换方法，具体实施包括如下步骤：

步骤一，根据图1，在装有并离网响应控制器的线路首端安装载波信号发生装置，即主机；且在下游的每一个并离网响应控制器的并网口安装一个载波信号检测装置，即从机。

步骤二，如图2所示，主机提前预存了辖区内从机的台数n。

步骤三，启动算法后，主机每1s向电力线过零点发送大功率载波信号，发报的信息包括主机地址和发报功率P_mt。发报频率根据电网实时监测的谐波，自动选择发报频率，避开谐波干扰。从机接收到主机指令后，按照主机要求的功率进行发报，报文内容为本机的地址。

发报前，要检测电网是否存在其他从机正在通信，保证在没有其他从机发报的情况下发报。此处从机不光接收主机的载波信号，还同时接受其他从机的载波信号，只是对主机的载波信号进行回应，而对其他从机的载波信号不做回应，只清空持续时间。

步骤四，主机发报后等待从机回执，收到从机回执后进行如下处理：

如果收到n台从机的回执，则认为通信可靠，且发报功率P_mt较大，故将下一时刻发报功率P_mt+1下调ΔP，即P_mt+1＝P_mt-ΔP，回到步骤2，再次发报，完成一次循环；

如果某一次循环中，主机未曾得到n个回执，则认为或者主机发报功率P_mt过低，或者某一个从机发生并离网。所以提高发报功率P_mt至上一时刻的发报功率P_mt-1的2倍的ΔP发报功率，即P_mt＝P_mt-1+2·ΔP，重新发报，继续步骤五。

步骤五，若主机上调功率后还不能接收到n个回执，则记录未曾回执的并离网响应控制器的地址，并认为该并离网响应控制器发生并离网故障。主机定义n＝n-1，抛弃故障并离网响应控制器，对剩余的并离网响应控制器进行降功率，即执行P_mt＝P_mt-1-ΔP发报。同时，如果从机连续2s接收不到任何载波信号，则认为本地并离网响应控制器发生并离网故障，应该断开电网。

其中，ΔP为的增加或降低的发报功率；P_mt为某一时刻的发报功率；P_mt-1为上一时刻的发报功率；P_mt+1为下一时刻的发报功率；

本申请适用于单相分布式并网发电系统，同时本申请也适用于三相分布式并网发电系统或多台并离网响应控制器并联的分布式并网发电系统。

在本实施例中，在装有并离网响应控制器的线路首端安装载波信号发生装置，所述载波信号发生装置即主机；同时在并离网响应控制器下游的每一个并网口安装一个载波信号检测装置，所述载波信号检测装置即从机。接着主机提前预存了辖区内从机的台数为n。主机开始启动算法，主机每1s向从机过零点发送大功率载波信号，发报的信息包括主机地址和发报功率P_mt。接着主机发报后等待从机回执，收到从机回执后进行如下处理：如果收到n台从机的回执，则认为通信可靠，且将发报功率P_mt下调ΔP，即P_mt+1＝P_mt-ΔP，回到等待从机回执步骤，再次发报，完成一次循环；如果在某一次循环中，主机未曾得到n个回执，则认为主机发报功率P_mt过低，或者某一个从机发生并离网切换。所以提高发报功率P_mt是上一时刻发报功率P_mt-1的2倍的ΔP发报功率，即P_mt＝P_mt-1+2·ΔP，重新发报，继续进行判断；若主机上调功率后还不能接收到n个回执，则记录未曾回执的并离网响应控制器的地址，并认为该并离网响应控制器发生并离网故障。主机定义n＝n-1，抛弃故障并离网响应控制器，对剩余的并离网响应控制器进行降功率，即执行P_mt＝P_mt-1-ΔP发报。

其中，主机发报功率将随着负载的功率发生变化，是一个动态调节的过程。主机不断下调和动态优化，找到最小的功率，保证并离网切换的可靠性，同时尽可能降低对电能质量的影响。主机过零点发报，并通过不断下调和动态优化的过程，减少能耗，达到节能的效果。进一步地，从机可以给主机发送回执，能达到从机复用的功能。从机不仅可以接收主机的载波信号，还同时接收其他从机的载波信号，只是对主机的载波信号进行回应。其中，ΔP为的增加或降低的发报功率；P_mt为某一时刻的发报功率；P_mt-1为上一时刻的发报功率；P_mt+1为下一时刻的发报功率；

本申请提供了一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，方法包括步骤一，在装有并离网响应控制器的线路首端安装载波信号发生装置，即主机；且在下游的每一个并离网响应控制器的并网口安装一个载波信号检测装置，即从机；步骤二，所述主机提前预存辖区内所述从机的台数n；步骤三，启动算法后，所述主机每1s向电力线过零点发送大功率载波信号，发报的信息包括主机地址位和发报功率P_mt；步骤四，所述主机发报后等待所述从机回执，收到所述从机回执后进行如下处理：如果收到n台所述从机回执，则确定通信可靠，且发报功率P_mt较大，故将下一时刻发报功率P_mt+1下调ΔP，即P_mt+1＝P_mt-ΔP，，执行步骤二，进行再次发报，完成一次循环；若某一次循环中，所述主机未收到n个回执，则认为所述主机发报功率P_mt过低，或者某一个所述从机发生并离网切换；提高发报功率P_mt-1至上一时刻发报功率的2倍ΔP发报功率，即P_mt＝P_mt-1+2·ΔP，重新发报，执行步骤五；步骤五，若所述主机上调功率后未收到n个回执，则记录未曾回执的并离网响应控制器的地址，确定并离网响应控制器发生并离网故障；将主机定义n＝n-1，抛弃故障并离网响应控制器，对剩余的并离网响应控制器进行降功率，即执行P_mt＝P_mt-1-ΔP发报。本申请经过功率的动态调节和优化，在保证了并离网切换可靠性的同时，大大降低了检测过程中对电能质量的影响，还可以保证并离网可靠性的最小功率值。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (6)

1.一种并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，在装有并离网响应控制器的线路首端安装载波信号发生装置，即主机；且在下游的每一个并离网响应控制器的并网口安装一个载波信号检测装置，即从机；

步骤二，所述主机提前预存辖区内所述从机的台数n；

步骤三，启动算法后，所述主机每1s向电力线过零点发送功率P_mt载波信号，发报的信息包括主机地址位和发报功率P_mt；

步骤四，所述主机发报后等待所述从机回执，收到所述从机回执后进行如下处理：

如果收到n台所述从机回执，则确定通信可靠，且发报功率P_mt较大，故下将一时刻发报功率P_mt+1下调ΔP，即P_mt+1＝P_mt-ΔP，执行步骤二，进行再次发报，完成一次循环；

其中，ΔP为的增加或降低的发报功率；P_mt为某一时刻的发报功率；P_mt-1为上一时刻的发报功率；P_mt+1为下一时刻的发报功率；

若某一次循环中，所述主机未收到n个回执，则认为所述主机发报功率P_mt过低，或者某一个所述从机发生并离网切换；提高发报功率P_mt至上一时刻发报功率P_mt-12倍的ΔP发报功率，即P_mt＝P_mt-1+2·ΔP重新发报，执行步骤五；

步骤五，若所述主机上调功率P_mt＝P_mt-1+2·ΔP后未收到n个回执，则记录未曾回执的并离网响应控制器的地址，确定并离网响应控制器发生故障；将主机定义n＝n-1，抛弃故障并离网响应控制器，对剩余的并离网响应控制器进行降功率P_mt＝P_mt-1-ΔP发报。

2.根据权利要求1所述的并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，其特征在于，所述主机的发报功率将随着负载的功率发生变化，是一个动态调节的过程。

3.根据权利要求1所述的并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，其特征在于，所述主机不断下调和动态优化，找到最小的功率，保证并离网切换的可靠性，同时降低对电能质量的影响。

4.根据权利要求1所述的并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，其特征在于，所述主机过零点发报，通过下调和动态优化的过程，减少能耗，达到节能的效果。

5.根据权利要求1所述的并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，其特征在于，所述从机可以给所述主机发送回执，能达到从机复用的功能。

6.根据权利要求1所述的并离网切换系统自动调节发射功率的载波通信方法，其特征在于，所述从机不仅限于接收主机的载波信号，还同时接受其他从机的载波信号，只是对主机的载波信号进行回应。

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