CN115629277B - 一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备 - Google Patents

一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备 Download PDF

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CN115629277B CN202211556904.3A CN202211556904A CN115629277B CN 115629277 B CN115629277 B CN 115629277B CN 202211556904 A CN202211556904 A CN 202211556904A CN 115629277 B CN115629277 B CN 115629277B
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Abstract

本申请涉及新能源领域中的故障检测技术，具体涉及一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备。本申请提供一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备。本申请提供的弱电网孤岛检测方法，应用于分布式发电系统，方法包括检测电网的电网阻抗和本地负载的负载阻抗；获取逆变器的额定阻抗，并根据电网阻抗、负载阻抗和额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数；根据电网阻抗系数和负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值；并基于特征值阈值，检测是否发生孤岛。该方法考虑到了电网阻抗和负载阻抗对孤岛判断的影响，根据本地负载实时调整特征值阈值和触发值，使得当前的触发值符合当前的负载情况，减少发生孤岛误判的情况。

Description

一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及新能源领域中的故障检测技术，具体涉及一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备。
背景技术
近年来，随着新能源发电技术的迅猛发展，分布式发电已经越来越广泛地应用于发电市场。电网正常的情况下，电网和分布式电源共同对周围的负载供电，在电网因为检修或故障等原因与负载断开的情况下，分布式电源仍然对负载供电，分布式电源与负载形成一个电力公司无法控制的孤岛。孤岛的产生会使电压和频率失去控制，严重时可能引起电气设备的损坏、电网重合闸失败，甚至危害检修人员的生命安全，因此，研究孤岛现象的检测和防护具有重要意义。
但是目前已有的主动式检测方法是由逆变器向电网注入扰动电流，然后检测逆变器接入点的扰动电压产生的频率、频率偏移、谐波或其他特征值，判断特征值在检测阈值范围的变化以确定是否发生孤岛并触发孤岛保护。然而该方案仅在电网阻抗较小即强电网的条件下有较好效果，在弱电网条件下，电网阻抗的存在可能会使得非孤岛情况下的特征值也在检测阈值范围，导致孤岛的误判，错误触发孤岛保护。
发明内容
本申请实施方式主要解决现有孤岛检测方案容易在弱电网状态下产生误判的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的一个技术方案是：提供一种弱电网孤岛检测方法，应用于分布式发电系统，所述系统包括电网、逆变器和本地负载，所述逆变器通过逆变器接入点接入所述电网，所述本地负载通过负载开关连接至所述逆变器接入点，所述方法包括：
检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗；
获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数；
根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值；
基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。
可选的，所述检测所述电网的电网阻抗包括：
断开所述负载开关，并通过所述逆变器注入扰动电流至所述电网，其中，所述扰动电流为预设频率的谐波电流；
采集所述逆变器接入点的电压，并基于所述电压检测预设频率的谐波电压；
基于所述谐波电压和所述谐波电流计算所述电网阻抗。
可选的，所述检测所述本地负载的负载阻抗包括：
通过电表获取所述本地负载的视在功率；
若所述逆变器为单相逆变器，则通过下述公式（1）计算所述负载阻抗；
若所述逆变器为三相逆变器，则通过下述公式（2）计算所述负载阻抗；
所述公式（1）为：ZL=UB 2/SL；
所述公式（2）为：ZL=3UB 2/SL；
其中，UB为所述逆变器接入点的实际相电压有效值，SL为所述本地负载的视在功率。
可选的，所述并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数包括：
定义所述电网阻抗系数Kg=Zg/Zn，其中，Zg为所述电网阻抗，Zn为所述额定阻抗；
定义所述负载阻抗系数KL= ZL/Zn，其中，ZL为所述负载阻抗，Zn为所述额定阻抗。
可选的，所述电网包括配电网和变压器，所述配电网通过电网开关连接所述变压器的第一端，所述变压器的第二端连接所述逆变器接入点，所述根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值包括：
闭合所述负载开关和所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第一扰动电压，并基于所述第一扰动电压确定第一特征值；
闭合所述负载开关且断开所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第二扰动电压，并基于所述第二扰动电压确定第二特征值；
根据所述第一特征值和所述第二特征值确定特征值初步阈值；
根据所述电网阻抗系数、所述负载阻抗系数和所述特征值初步阈值确定特征值阈值。
可选的，所述基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛包括：
基于所述特征值阈值确定触发值；
在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，并获取所述扰动电流对应的测试扰动电压；
基于所述测试扰动电压确定测试特征值；
当所述测试特征值大于所述触发值时，判断此时发生了孤岛现象。
可选的，所述特征值为扰动电压产生的频率、频率偏移、谐波、负序分量或者阻抗中的一种。
为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的另一个技术方案是：提供一种弱电网孤岛检测装置，应用于分布式发电系统，所述系统包括电网、逆变器和本地负载，所述逆变器通过逆变器接入点接入所述电网，所述本地负载通过负载开关连接至所述逆变器接入点，所述装置包括：
检测模块，用于检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗；
系数设计模块，用于获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数；
计算模块，用于根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值；
孤岛检测模块，用于基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。
可选的，所述检测模块包括电网阻抗获取单元，所述电网阻抗获取单元用于：
断开所述负载开关，并通过所述逆变器注入扰动电流至所述电网，其中，所述扰动电流为预设频率的谐波电流；
采集所述逆变器接入点的电压，并基于所述电压检测预设频率的谐波电压；
基于所述谐波电压和所述谐波电流计算所述电网阻抗。
可选的，所述电网包括配电网和变压器，所述配电网通过电网开关连接所述变压器的第一端，所述变压器的第二端连接所述逆变器接入点，所述计算模块包括：
第一计算单元，用于闭合所述负载开关和所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第一扰动电压，并基于所述第一扰动电压确定第一特征值；
第二计算单元，闭合所述负载开关且断开所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第二扰动电压，并基于所述第二扰动电压确定第二特征值；
第三计算单元，用于根据所述第一特征值和所述第二特征值确定特征值初步阈值；
第四计算单元，用于根据所述电网阻抗系数、所述负载阻抗系数和所述特征值初步阈值确定特征值阈值。
为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的又一个技术方案是：提供一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，以使为所述至少一个处理器执行上述所述的弱电网孤岛检测方法。
区别于相关技术的情况，本申请提供一种弱电网孤岛检测方法、装置及电子设备。本申请提供的弱电网孤岛检测方法，应用于分布式发电系统，所述方法包括检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗；获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数；根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值；并基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。该方法考虑到了电网阻抗和负载阻抗对孤岛判断的影响，根据本地负载实时调整特征值阈值和触发值，使得当前的触发值符合当前的负载情况，减少发生孤岛误判的情况。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本申请实施例提供的一种分布式发电系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种弱电网孤岛检测方法的流程示意图；
图3是本申请实施例提供的一种检测电网阻抗的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的一种检测负载阻抗的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的一种定义电网阻抗系数和负载阻抗系数的示例；
图6是本申请实施例提供的一种设计特征值阈值的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种基于特征值阈值检测是否发生孤岛的方法示意图；
图8是本申请实施例提供的一种弱电网孤岛检测装置的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，如果不冲突，本申请实施例中的各个特征可以相互组合，均在本申请的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本申请实施例提供一种分布式发电系统的应用场景，所述系统包括电网、逆变器和本地负载，所述逆变器通过逆变器接入点P接入所述电网，例如可以是光伏逆变器或者储能逆变器等，所述本地负载通过负载开关K2连接至所述逆变器接入点P。其中，所述电网包括配电网和变压器，所述配电网通过电网开关连接所述变压器的第一端，所述变压器的第二端连接所述逆变器接入点P，例如所述配电网可以是中压电网，所述电网上存在一个类似配电室的位置，即图中的公共耦合点Q点，电网可以通过公共耦合电Q连接作为分布式电源的逆变器。
可以理解的是，在实际情况中，本地负载存在负载阻抗，电网也存在电网阻抗，而图1中仅是将本地负载的负载阻抗和电网本身的电网阻抗象征性的表示出来了，并不代表在该系统中真的连接有这些电阻和电感。实际的系统中可以存在多个分布式电源（逆变器）及其对应的本地负载，为了便于理解，本申请实施例中以1个为例进行解释说明。
在上述应用场景中，若从逆变器向电网中注入扰动电流，考虑电网阻抗后，扰动电流在在逆变器接入点P处产生的扰动电压为
Figure 700425DEST_PATH_IMAGE001
，其中，
Figure 817285DEST_PATH_IMAGE002
表示扰动电压，
Figure 309447DEST_PATH_IMAGE003
表示扰动电流，Zg表示电网阻抗，ZL表示负载阻抗，Zn表示逆变器的额定阻抗，基于此，结合实际的电网阻抗以及开关的工作状态，存在下述三种典型工况：
a、当电网开关K1和负载开关K2都闭合时，逆变器和本地负载均处于并网状态，电网分压较小，电网阻抗可以忽略不计，近似为电网阻抗Zg=0，此时，
Figure 19914DEST_PATH_IMAGE004
。
b、当电网开关K1断开，负载开关K2闭合时，逆变器处于带本地负载的孤岛状态，此时，
Figure 888513DEST_PATH_IMAGE005
。
c、当电网开关K1闭合，负载开关K2断开时，逆变器处于无本地负载的并网状态，此时，
Figure 266404DEST_PATH_IMAGE006
。
可以理解的是，正常工作的系统其对应的稳态电流是比较大的量，例如50A，注入的扰动电流是相对于稳态电流而言比较小的量，例如1-2A。工况a和工况b情况下产生的扰动电压变化很大，此时可以设定该扰动电压相应的特征值阈值，可以理解的是，所述特征值不直接选取扰动电压是为了方便计算，扰动电压通常为正弦波，不方便计算其变化量，例如所述特征值可以是扰动电压产生的频率、频率偏移、谐波、负序分量、阻抗或其他特征值。以频率偏移为例，工况a中，扰动电压为0时对应的特征值的检测值为0，工况b中，本地负载的负载阻抗为Zn时（Zn表示逆变器的额定阻抗），扰动电压对应的特征值的检测值为A，基于此，在理想条件下，特征值阈值为[0，A]，当特征值的检测值在该阈值范围内则能检测出孤岛。但是存在一种情况，当电网阻抗较大，例如Zg=ZL时，根据上述工况b和工况c，这两种情况下可能产生相同的扰动电压，若此时是工况c，其计算出来的特征值也是A，同样会触发孤岛保护，但是此时实际上是工况c，即并未发生孤岛现象，因此会出现孤岛检测误判的情况。
请参阅图2，本申请实施例提供一种弱电网孤岛检测方法，应用于上述分布式发电系统，所述方法包括：
S11、检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗。需要说明的是，本申请实施例中所说的弱电网是相对于电网阻抗较小的强电网而言，电网阻抗较大的条件下的电网。
其中，请结合图3，所述检测所述电网的电网阻抗包括：
S111、断开所述负载开关，并通过所述逆变器注入扰动电流至所述电网，其中，所述扰动电流为预设频率的谐波电流。断开负载开关K2，逆变器处于无本地负载的并网状态，保证不受负载影响，通过逆变器向电网注入预设频率的谐波电流作为扰动电流，电网阻抗产生压降，所述谐波电流可以是特定次频率的谐波电流，例如100Hz的频率。
可以理解的是，注入所述扰动电流除了可以是上述单频率谐波注入的示例以外，多谐波注入或者PWM宽频信号注入都可以作为扰动电流的注入，检测扰动电压及特征值时，则根据注入的信号对应计算即可。
S113、采集所述逆变器接入点的电压，并基于所述电压检测预设频率的谐波电压。
S115、基于所述谐波电压和所述谐波电流计算所述电网阻抗。如图1所示，采集逆变器接入点P处的电压，检测特定次频率的谐波电压和谐波电流，以据此计算电网阻抗。所述电网阻抗可以在所述逆变器首次并网时，或者发生孤岛故障后再次并网时计算出来，计算得到的所述电网阻抗可以写入逆变器存储芯片，以便于下次需要用到的时候可以直接调取，不需要再重复检测。
其中，请结合图4，所述检测所述本地负载的负载阻抗包括：
S112、通过电表获取所述本地负载的视在功率。如图1所示，逆变器接入点P附近的负载侧可以设置电表，电表可以通过RS485等方式与逆变器通讯，以通过电表获取视在功率SL。需要说明的是，如果在逆变器接入点P的电网侧已经接有电表等防逆流设备，则所述视在功率可根据逆变器功率减去送入电网的功率求得，以省去负载侧的电表，节约成本。
S114、若所述逆变器为单相逆变器，则负载阻抗ZL=UB 2/SL，其中，UB为所述逆变器接入点的实际相电压有效值，SL为所述本地负载的视在功率，可以通过电表获取本地负载的实际视在功率。
S116、若所述逆变器为三相逆变器，则负载阻抗ZL=3UB 2/SL，其中，UB为所述逆变器接入点的实际相电压有效值，SL为所述本地负载的视在功率，可以通过电表获取本地负载的实际视在功率。
S12、获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数。若所述逆变器为单相逆变器，则所述额定阻抗Zn=Un 2/Sn；若所述逆变器为三相逆变器，则所述额定阻抗Zn=3Un 2/Sn，其中，Un为逆变器的额定相电压的有效值，Sn为逆变器额定视在功率。
其中，请结合图5，所述根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数包括：
S121、定义所述电网阻抗系数Kg=Zg/Zn，其中，Zg为所述电网阻抗，Zn为所述额定阻抗。当电网阻抗较大时，电网阻抗系数Kg越大，对孤岛判断的影响越大。
S122、定义所述负载阻抗系数KL= ZL/Zn，其中，ZL为所述负载阻抗，Zn为所述额定阻抗，所述负载阻抗系数KL根据负载阻抗ZL的变化而变化。为了避免上述应用场景中出现孤岛误判的情况，本申请实施例提供的方法中定义了电网阻抗系数和负载阻抗系数，以基于电网阻抗实时对应修改特征值阈值，减少孤岛误判的情况。
S13、根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值。
具体的，请结合图6，所述根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值包括：
S131、闭合所述负载开关和所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第一扰动电压，并基于所述第一扰动电压确定第一特征值。闭合所述负载开关K2和所述电网开关K1，对应上述工况a，同样的，逆变器和本地负载均处于并网状态，电网分压较小，电网阻抗可以忽略不计，近似为Zg=0，此时，第一扰动电压
Figure 70412DEST_PATH_IMAGE007
，同样以频率偏移为例，扰动电压为0时对应的第一特征值为0。
S132、闭合所述负载开关且断开所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第二扰动电压，并基于所述第二扰动电压确定第二特征值。闭合所述负载开关K2且断开所述电网开关K1，对应上述工况b，同样的，逆变器处于带本地负载的孤岛状态，此时，第二扰动电压
Figure 891344DEST_PATH_IMAGE008
，同样以频率偏移为例，扰动电压为
Figure 704580DEST_PATH_IMAGE009
时对应的第一特征值为A1。
S133、根据所述第一特征值和所述第二特征值确定特征值初步阈值。基于上述步骤S131和132，确定特征值初步阈值为[0，A1]。
S134、根据所述电网阻抗系数、所述负载阻抗系数和所述特征值初步阈值确定特征值阈值。结合上述S12中电网阻抗系数Kg和负载阻抗系数KL，工况a对应的逆变器和本地负载均并网状态下，第一扰动电压
Figure 796032DEST_PATH_IMAGE010
，表示Zg与ZL并联的情况；工况b对应的孤岛状态下，第二扰动电压
Figure 302100DEST_PATH_IMAGE011
，表示仅有ZL的情况。结合上述特征值初步阈值，确定特征值阈值为[Kg//KL，KL]*A。由于负载阻抗ZL随本地负载的变动而变动，以致负载阻抗系数KL随本地负载的变动而变动，因此，特征值阈值也会随本地负载的变动而变动，当电网阻抗较大时，电网阻抗系数Kg越大，对所述特征值阈值的影响越大。
S14、基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。
具体的，请结合图7，所述基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛包括：
S141、基于所述特征值阈值确定触发值。所述触发值为特征值阈值范围内的一个确定数值，在进行孤岛检测时，若检测到所述特征值超过所述触发值时，则判断发生了孤岛检测。例如，假设特征值阈值为[0，5]时，可以选择大于0且小于5的数值为触发值，例如3或者3.5等。可以理解的是，通常情况下为了减少误触发的情况，通常触发值的选择不会很靠近阈值的边缘数值，例如假设特征值阈值为[0，5]时，通常不会选择0.7或者4.7等靠近0或者靠近5的数值为触发值。
由于负载阻抗系数KL随本地负载的变动而变动，因此，特征值阈值也会随本地负载的变动而变动。因此，每次判断过程中的触发值都可能会不相同。例如，上一次孤岛检测时的负载阻抗对应的特征值阈值为[0，3]，则可以调整触发值为1；这一次孤岛检测时的本地负载发生变动，导致特征值阈值变为[1.5，4]，则可以调整触发值为3；下一次孤岛检测时的本地负载又发生变动，导致对应的特征值阈值变为[1，3]，则可以调整触发值为2。
S142、在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，并获取所述扰动电流对应的测试扰动电压。
S143、基于所述测试扰动电压确定测试特征值。
S144、当所述测试特征值大于所述触发值时，判断此时发生了孤岛现象。例如，假设当前的触发值为2，检测到的所述测试特征值为2.1，则判断所述逆变器发生了孤岛现象，需要触发孤岛保护。
本申请提供的弱电网孤岛检测方法，考虑到了电网阻抗和负载阻抗对特征值阈值影响，根据本地负载实时调整特征值阈值和触发值，使得当前的触发值符合当前的负载情况，减少发生孤岛误判的情况。例如，假设电网阻抗系数Kg为1，负载阻抗系数KL为1，测试特征值为1.8，特征值初步阈值为[0，3]，则特征值阈值为[1.5，3]，在本方案中，考虑电网阻抗系数和负载阻抗系数，根据[1.5，3]来进行判断，触发值设定为2，则当前的测试特征值1.8不会触发孤岛保护。而若是不考虑电网阻抗系数和负载阻抗系数，根据[0，3]来进行判断，触发值设定为1.5，则当前的测试特征值1.8会导致孤岛的误判，就会错误的触发孤岛保护。
请参阅图8，本申请实施例提供一种弱电网孤岛检测装置200，应用于如图1所示的分布式发电系统，所述装置包括：
检测模块21，所述检测模块21可以检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗。其中，所述检测模块21包括电网阻抗获取单元211，所述电网阻抗获取单元可以断开所述负载开关，并通过所述逆变器注入扰动电流至所述电网，其中，所述扰动电流为预设频率的谐波电流；采集所述逆变器接入点的电压，并基于所述电压检测预设频率的谐波电压；基于所述谐波电压和所述谐波电流计算所述电网阻抗。
系数设计模块22，所述系数设计模块22可以获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数。
计算模块23，所述计算模块23可以根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值。其中，所述计算模块23包括第一计算单元231、第二计算单元232、第三计算单元233和第四计算单元234。
所述第一计算单元231可以闭合所述负载开关和所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第一扰动电压，并基于所述第一扰动电压确定第一特征值；所述第二计算单元232可以闭合所述负载开关且断开所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第二扰动电压，并基于所述第二扰动电压确定第二特征值；所述第三计算单元233可以根据所述第一特征值和所述第二特征值确定特征值初步阈值；所述第四计算单元234可以根据所述电网阻抗系数、所述负载阻抗系数和所述特征值初步阈值确定特征值阈值。
孤岛检测模块24，所述孤岛检测模块24可以基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。
需要说明的是，上述弱电网孤岛检测装置可执行本申请实施例所提供的弱电网孤岛检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在弱电网孤岛检测装置实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的弱电网孤岛检测方法。
本申请实施例还提供了一种电子设备，请参阅图9，其示出了能够执行图1至图7所述弱电网孤岛检测方法的电子设备的硬件结构。
所述电子设备300包括：至少一个处理器31；以及与所述至少一个处理器31通信连接的存储器32，图9中以一个处理器31为例，所述存储器32存储有可被所述至少一个处理器31执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器31执行，以使所述至少一个处理器31能够执行上述实施例中所述的弱电网孤岛检测方法。
处理器31和存储器32可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例，存储器32作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器31通过运行存储在存储器32中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中弱电网孤岛检测方法。
存储器32可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储电子设备使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器32可选包括相对于处理器31远程设置的存储器32。这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备300。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器32中，当被所述一个或者多个处理器31执行时，执行上述任意实施例中的弱电网孤岛检测方法，例如，执行图1至图7中的方法步骤。
上述产品可执行本申请实施例所提供的弱电网孤岛检测方法，具备执行所述弱电网孤岛检测方法相应的功能模块。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的弱电网孤岛检测方法。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种弱电网孤岛检测方法，应用于分布式发电系统，其特征在于，所述系统包括电网、逆变器和本地负载，所述逆变器通过逆变器接入点接入所述电网，所述本地负载通过负载开关连接至所述逆变器接入点，所述方法包括：
检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗；
获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数；
根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值；
基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述电网的电网阻抗包括：
断开所述负载开关，并通过所述逆变器注入扰动电流至所述电网，其中，所述扰动电流为预设频率的谐波电流；
采集所述逆变器接入点的电压，并基于所述电压检测预设频率的谐波电压；
基于所述谐波电压和所述谐波电流计算所述电网阻抗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测所述本地负载的负载阻抗包括：
通过电表获取所述本地负载的视在功率；
若所述逆变器为单相逆变器，则通过下述公式（1）计算所述负载阻抗；
若所述逆变器为三相逆变器，则通过下述公式（2）计算所述负载阻抗；
所述公式（1）为：ZL=UB 2/SL；
所述公式（2）为：ZL=3UB 2/SL；
其中，UB为所述逆变器接入点的实际相电压有效值，SL为所述本地负载的视在功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数包括：
定义所述电网阻抗系数Kg=Zg/Zn，其中，Zg为所述电网阻抗，Zn为所述额定阻抗；
定义所述负载阻抗系数KL= ZL/Zn，其中，ZL为所述负载阻抗，Zn为所述额定阻抗。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电网包括配电网和变压器，所述配电网通过电网开关连接所述变压器的第一端，所述变压器的第二端连接所述逆变器接入点，所述根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值包括：
闭合所述负载开关和所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第一扰动电压，并基于所述第一扰动电压确定第一特征值；
闭合所述负载开关且断开所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第二扰动电压，并基于所述第二扰动电压确定第二特征值；
根据所述第一特征值和所述第二特征值确定特征值初步阈值；
根据所述电网阻抗系数、所述负载阻抗系数和所述特征值初步阈值确定特征值阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛包括：
基于所述特征值阈值确定触发值；
在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，并获取所述扰动电流对应的测试扰动电压；
基于所述测试扰动电压确定测试特征值；
当所述测试特征值大于所述触发值时，判断此时发生了孤岛现象。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述特征值为扰动电压产生的频率、频率偏移、谐波、负序分量或者阻抗中的一种。
8.一种弱电网孤岛检测装置，应用于分布式发电系统，其特征在于，所述系统包括电网、逆变器和本地负载，所述逆变器通过逆变器接入点接入所述电网，所述本地负载通过负载开关连接至所述逆变器接入点，所述装置包括：
检测模块，用于检测所述电网的电网阻抗和所述本地负载的负载阻抗；
系数设计模块，用于获取所述逆变器的额定阻抗，并根据所述电网阻抗、所述负载阻抗和所述额定阻抗计算电网阻抗系数和负载阻抗系数；
计算模块，用于根据所述电网阻抗系数和所述负载阻抗系数设计孤岛检测的特征值阈值；
孤岛检测模块，用于基于所述特征值阈值，检测是否发生孤岛。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测模块包括电网阻抗获取单元，所述电网阻抗获取单元用于：
断开所述负载开关，并通过所述逆变器注入扰动电流至所述电网，其中，所述扰动电流为预设频率的谐波电流；
采集所述逆变器接入点的电压，并基于所述电压检测预设频率的谐波电压；
基于所述谐波电压和所述谐波电流计算所述电网阻抗。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电网包括配电网和变压器，所述配电网通过电网开关连接所述变压器的第一端，所述变压器的第二端连接所述逆变器接入点，所述计算模块包括：
第一计算单元，用于闭合所述负载开关和所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第一扰动电压，并基于所述第一扰动电压确定第一特征值；
第二计算单元，闭合所述负载开关且断开所述电网开关，在所述逆变器接入点注入扰动电流至所述电网，获取所述扰动电流对应的第二扰动电压，并基于所述第二扰动电压确定第二特征值；
第三计算单元，用于根据所述第一特征值和所述第二特征值确定特征值初步阈值；
第四计算单元，用于根据所述电网阻抗系数、所述负载阻抗系数和所述特征值初步阈值确定特征值阈值。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，以使为所述至少一个处理器执行权利要求1-7任一项所述的弱电网孤岛检测方法。
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