CN116054106B - 一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备,端侧设备根据第一电气量数据和第一预设防孤岛保护判据,判断目标台区是否存在孤岛,若存在则进行第一防孤岛保护操作,并当第二电气量数据符合越限条件时,确定目标频谱点,由目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,进而依据高频电流确定第二谐波电压含量,根据第二谐波电压含量和第二预设防孤岛保护判据,判断目标台区是否存在孤岛,若存在则进行第二防孤岛保护操作,同时边侧设备接收端侧开关状态,根据预设拓扑结构确定存在开关状态异常的目标端侧设备,并对其进行第三防孤岛保护操作。应用本发明的系统,以解决防孤岛保护时存在检测盲区及容易发生误动的问题。

Description

一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备
技术领域
本发明涉及电力系统自动化及保护控制领域,特别是涉及一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备。
背景技术
如今,低压小容量光伏装机工程被广泛投入使用,使得配电网传统的三段式电路保护的性能受到了挑战。在检测到小容量电源如光伏与主网因故障断开连接时,需要及时通过防孤岛保护将光伏从电网中切除,以保证不至于因电压或频率崩溃而使电网设备受进一步损坏。
目前,光伏逆变器配置的一种被动式防孤岛保护,当检测到并网点电压幅值或者频率越限,将逆变器从电网中切除,这种方式可靠性高,但是检测盲区大;另一种主动式防孤岛保护,如频率扰动、电流扰动,检测出孤岛状态,将逆变器从电网切除,这种方式检测灵敏度高,但有可能会误动,或者在多机并联时会削弱保护的灵敏度。
综上所述,现有的防孤岛保护方式存在检测盲区以及容易发生误动的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种低压配网协同防孤岛保护系统、方法及相关设备,可以解决低压配网协同防孤岛保护时存在检测盲区以及容易发生误动的问题。
为解决上述问题,本发明提供一种低压配网协同防孤岛保护系统,包括边侧设备和多个端侧设备;
每个所述端侧设备,用于确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态;
所述边侧设备用于当接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
上述的系统,可选的,每个所述端侧设备中设置有端侧断路器和端侧低压监测单元;
所述端侧断路器,用于当所述目标台区存在孤岛时,根据所述边侧设备的控制指令切断其所在端侧设备中的并网电源;
所述端侧低压监测单元,用于通过各个所述第一电气量数据感知所述端侧设备对应的所述端侧开关状态。
上述的系统,可选的,所述第一电气量数据包括频率数据,所述第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括频率阈值和频率时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率阈值,且超出所述频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
上述的系统,可选的,所述第一电气量数据包括工频电压数据,所述工频电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括工频电压阈值和工频电压时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的工频电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压阈值,且超出所述工频电压阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
上述的系统,可选的,所述第一电气量数据包括谐波电压数据、谐波电压频率数据,所述谐波电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括谐波电压判定阈值、谐波电压频率阈值和谐波电压时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的谐波电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压判定阈值,且任一第一电气量数据中的谐波电压频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压频率阈值,同时超出所述谐波电压判定阈值以及超出所述谐波电压频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
上述的系统,可选的,所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛前,具体配置为:
当所述谐波电压数据对应的谐波变化量超出预设变化量阈值且所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内,确定所述谐波变化量超出预设变化量阈值以及所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内对应的持续时间,若所述持续时间超出预设防孤岛保护启动时间,则开始判定所述目标台区是否存在孤岛。
上述的系统,可选的,所述端侧设备在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,具体配置为:
确定各个所述谐波电压含量对应的各个幅值;
根据各个所述幅值,在各个所述谐波电压含量中将其中幅值为最小值的谐波电压含量确定为所述第一谐波电压含量。
本发明还提供一种低压配网协同防孤岛保护方法,适用于由边侧设备和多个端侧设备构成的低压配网协同防孤岛保护系统,所述方法包括:
每个所述端侧设备确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在所述端侧设备获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态;
当所述边侧设备接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
一种存储介质,所述存储介质包括存储的指令,其中,在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述的低压配网协同防孤岛保护方法。
一种电子设备,包括存储器,以及一个或者一个以上的指令,其中一个或者一个以上指令存储于存储器中,且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所在的设备执行上述的低压配网协同防孤岛保护方法。
与现有技术相比,本发明包括以下优点:本发明实施例提供一种低压配网协同防孤岛保护系统和方法,包括:由每个端侧设备根据目标台区中的各个第一电气量数据和每个第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据,判断目标台区是否存在孤岛,若存在孤岛则进行第一防孤岛保护操作,同时在确定目标台区中的各个第二电气量数据达到与其对应的各个越限条件时,在目标台区的各个谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,进而确定第一谐波电压含量对应的目标频谱点,以便根据目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,进而依据该高频电流确定第二谐波电压含量,根据该第二谐波电压含量和与其对应的第二预设防孤岛保护判据,判断目标台区是否存在孤岛,若存在孤岛则进行第二防孤岛保护操作,由边侧设备接收各个端侧设备对应的各个端侧开关状态,利用预设拓扑结构遍历各个端侧开关状态,以确定出存在开关状态异常的多个目标端侧设备,并对这些目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。本发明将第一防孤岛保护操作作为第一道防线,用来保护严重孤岛事件,将第二防孤岛保护操作作为第二道防线,利用孤岛前后等效阻抗的差异性,判据灵敏,检测盲区小,将第三防孤岛保护操作作为第三道防线,作为后备保护,利用这三道防线,解决了在低压台区中进行低压配网协同防孤岛保护时存在检测盲区以及容易发生误动的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护系统的系统结构图;
图2为本发明实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护系统的电路图;
图3为本发明实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护系统的又一电路图;
图4为本发明实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护系统的又一系统结构图;
图5为本发明实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护方法的方法流程图;
图6为本发明实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护方法的又一方法流程图;
图7为本发明实施例提供的一种电子设备结构示意图。
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本申请中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请提供了一种低压配网协同防孤岛保护系统,能够解决现有低压配网协同防孤岛保护存在检测盲区以及容易发生误动的问题,具体的,系统结构图如图1所示,包括:边侧设备20和多个端侧设备10。需要说明的是,该系统可适用于低压配网(低压台区)中,该系统通过设立被动防孤岛保护防线、主动防孤岛保护防线和广域防孤岛保护防线这三道防线来实现防孤岛保护。
基于上述的低压配网协同防孤岛保护系统,为了便于理解本申请的技术方案,先对本申请低压配网协同防孤岛保护系统的电路系统图进行说明,本申请实施例提供了一种低压配网协同防孤岛保护系统的电路系统图,具体如图2所示,包括:普通断路器、端侧设备-智能断路器、端侧设备-智能检测终端(Line Terminal Unit,LTU)、边侧终端(边侧设备20)、分布式电源(光伏)和主网电源。普通断路器用于切断和接通负荷电路,端侧设备-智能断路器用于当存在孤岛时,切除并网电源,并网电源即分布式电源(光伏),每个端侧设备-智能检测终端用于感知与其连接的普通断路器的开关状态,边侧设备20用于收集各节点(各端侧设备10)上送的开关状态,根据拓扑接线,遍历是否存在非计划孤岛,若判定存在孤岛,则联切孤岛内光伏断路器,主网电源用于给主电路进行供电,分布式电源用于给并网电路进行供电。其中,目标台区中可能存在存量断路器,即普通断路器,无物联通信功能也无感知断路器位置节点功能,因此端侧设备-智能检测终端负责通过电气量特征感知普通断路器状态,该电气量特征如目标台区内的电网电压、电网电流等。在检测到上级开关的开关状态呈断开,则端侧设备处于非计划孤岛状态,端侧设备-智能断路器会切除并网电源。
每个所述端侧设备10,用于确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态。
其中,各个第一电气量数据指频率、工频电压和各个谐波电压,每个第一电气量数据都预先设置了对应的保护判据,即第一预设防孤岛保护判据。所述端侧设备10进行被动防孤岛保护是检测该端侧设备本地台区内的各个第一电气量数据,并对这些第一电气量数据对应设置保护判据,通过判断每个第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据来确定目标台区是否存在孤岛,若存在孤岛则进行第一防孤岛保护操作。
可选地,在本申请实施例中,每个所述端侧设备10中设置有端侧断路器和端侧低压监测单元;
所述端侧断路器,用于当所述目标台区存在孤岛时,根据所述边侧设备的控制指令切断其所在端侧设备中的并网电源;
所述端侧低压监测单元,用于通过各个所述第一电气量数据感知所述端侧设备对应的所述端侧开关状态。
需要说明的是,端侧断路器即端侧设备-智能断路器,端侧低压监测单元即端侧设备-智能检测终端。若仅能获取电流数据,则通过电气量数据(电气量特征)判别端侧开关状态。
可选地,在本申请实施例中,所述第一电气量数据包括频率数据,所述第一电气量数据的第一预设防孤岛保护判据包括频率阈值和频率时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率阈值,且超出所述频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
具体的,第一电气量数据包括但不限于频率数据,频率数据对应的第一预设防孤岛保护判据如下公式(1):
Figure SMS_1
, (1);
公式(1)中,f表示电网当前频率,fupper_set表示频率越上限定值,flower_set表示频率越下限定值,t表示越限持续时间,Tset表示时间定值。若当前频率数据f大于对应设定的频率越上限定值fupper_set,且当前频率数据f小于对应设定的频率越下限定值flower_set,此时确定当前频率数据f大于对应频率越上限定值fupper_set且小于对应频率越下限定值flower_set的越限持续时间t,当越限持续时间t超出当前频率数据f对应的保护判据中的时间定值Tset时,判断目标台区存在孤岛,开始进行第一防孤岛保护操作。需要说明的是,频率越上限定值和频率越下限定值的区间作为该频率数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率阈值。
可选地,在本申请实施例中,所述第一电气量数据包括工频电压数据,所述工频电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括工频电压阈值和工频电压时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的工频电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压阈值,且超出所述工频电压阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
具体的,第一电气量数据包括但不限于工频电压数据,工频电压数据的第一预设防孤岛保护判据如下公式(2):
Figure SMS_2
, (2);
公式(2)中,U1表示电网工频正序电压,Uupper_set表示电压频率越上限定值,Ulower_set表示电压频率越下限定值,t表示越限持续时间,Tset表示时间定值。若当前工频电压数据U1大于对应设定的电压频率越上限定值Uupper_set,且当前工频电压数据U1小于对应设定的电压频率越下限定值Ulower_set,此时确定当前工频电压数据U1大于对应电压频率越上限定值Uupper_set且小于对应电压频率越下限定值Ulower_set的越限持续时间t,当t越限持续时间超出当前工频电压数据U1对应的保护判据中的时间定值Tset时,判定目标台区存在孤岛,开始进行第一防孤岛保护操作。需要说明的是,电压频率越上限定值和电压频率越下限定值的区间作为该工频电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压阈值。
可选地,在本申请实施例中,所述第一电气量数据包括谐波电压数据、谐波电压频率数据,所述谐波电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括谐波电压判定阈值、谐波电压频率阈值和谐波电压时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的谐波电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压判定阈值,且任一第一电气量数据中的谐波电压频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压频率阈值,同时超出所述谐波电压判定阈值以及超出所述谐波电压频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
可选的,在本申请实施例中,端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛前,具体配置为:
当所述谐波电压数据对应的谐波变化量超出预设变化量阈值且所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内,确定所述谐波变化量超出预设变化量阈值以及所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内对应的持续时间,若所述持续时间超出预设防孤岛保护启动时间,则开始判定所述目标台区是否存在孤岛。
具体的,实时确定目标台区内的三次谐波U3和五次谐波U5,以及实时确定谐波电压频率数据:实时频率f,进而计算各个谐波变化量,各个谐波变化量包括但不限于三次谐波变化量△U3和五次谐波变化量△U5,计算方法如下公式(3):
△U3=U3.0s-U3.-2s,△U5=U5.0s-U5.-2s, (3);
公式(3)中,U3.0s表示当前电网电压三次谐波含量,U3.-2s表示2s前电网电压三次谐波含量,U5.0s表示当前电网电压五次谐波含量,U5.-2s表示2s前电网电压五次谐波含量。通过将当前电网电压三次谐波含量U3.0s减2s前电网电压三次谐波含量U3.-2s来计算电网电压的三次谐波变化量△U3。通过将当前电网电压五次谐波含量U5.0s减2s前电网电压五次谐波含量U5.-2s来计算电网电压的五次谐波变化量△U5
具体的,每个所述端侧设备10中对应包含一个端侧设备-智能断路器,如果各个谐波变化量快速增加,并且此时实时频率f仍未越限,端侧设备-智能断路器启动,进入孤岛判断流程,启动判据如下公式(4):
Figure SMS_3
, (4);
公式(4)中,△U3.set表示三次谐波变化量判断阈值,△U5.set表示五次谐波变化量判断阈值,Tset.qd表示启动设定时间。当三次谐波变化量△U3大于三次谐波变化量判断阈值△U3.set、五次谐波变化量△U5大于五次谐波变化量判断阈值△U5.set,同时实时频率f在谐波电压频率越上限定值fupper_set和谐波电压频率越下限定值flower_set之内时,其对应持续的越限持续时间t大于启动设定时间Tset.qd,则启动端侧设备-智能断路器。需要说明的是,谐波变化量分别为三次谐波变化量和五次谐波变化量,预设变化量阈值分别为三次谐波变化量判断阈值和五次谐波变化量判断阈值,将谐波电压频率越上限定值和谐波电压频率越下限定值内的区间作为谐波电压频率阈值。
端侧设备-智能断路器启动后,检测目标台区内谐波电压数据:三次谐波含量U3和五次谐波含量U5,当谐波电压数据超出设定阈值并且此时谐波电压频率数据越限,则判定孤岛,谐波电压数据和谐波电压频率数据对应的第一预设防孤岛保护判据如下公式(5):
Figure SMS_4
, (5);
公式(5)中,U3.set表示三次谐波判断阈值,U5.set表示五次谐波判断阈值,Tset.dz表示动作设定时间。当三次谐波含量U3大于三次谐波判断阈值U3.set、五次谐波含量U5大于五次谐波判断阈值U5.set,同时实时频率f大于或等于谐波电压频率越上限定值fupper_set且小于或等于谐波电压频率越下限定值flower_set时,对应持续的越限持续时间t大于动作设定时间Tset.dz,判断目标台区存在孤岛,开始进行第一防孤岛保护操作。需要说明的是,将三次谐波判断阈值和五次谐波判断阈值分别作为三次谐波含量和五次谐波含量对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压判定阈值,将谐波电压频率越上限定值和谐波电压频率越下限定值的区间作为该谐波电压频率数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压频率阈值,将Tset.qd作为谐波电压时间阈值。
需要说明的是,第一防孤岛保护操作为三道防线中的第一道保护防线,即被动防孤岛保护,第二防孤岛保护操作为三道防线中的第二道保护防线,即主动防孤岛保护。该被动防孤岛保护用来保护严重孤岛事件,该主动防孤岛保护用于在牺牲速动性的同时提升灵敏度。
具体的,在进行第一防孤岛保护操作的同时,需要进行第二防孤岛保护操作。其中,各个第二电气量数据包括但不限于电压、频率电压变化率、频率变化率和相角变化率,当检测到电压越限、频率越限、电压变化率越限、频率变化率越限和相角变化率越限,则启动孤岛判断,第二道保护防线的启动保护判据(第二预设防孤岛保护判据)如下公式(6):
Figure SMS_5
, (6);
公式(6)中,△V1表示基波电压变化率,V1.0ms表示当前基波电压,V1.200ms表示200ms前基波电压,V1.set表示基波电压变化率判定阈值;△V3表示三次谐波电压变化率,V3.0ms表示当前三次谐波电压,V3.200ms表示200ms前三次谐波电压,V3.set表示三次谐波电压变化率判定阈值;△V5表示五次谐波电压变化率,V5.0ms表示当前五次谐波电压,V5.200ms表示200ms前五次谐波电压,V5.set表示五次谐波电压变化率判定阈值;△f表示频率变化率,f0ms表示当前实时频率,f200ms表示200ms前频率,fset表示频率变化率判定阈值;△θ表示相角变化率,θ0ms表示当前实时电压相角,θ20ms表示20ms前电压相角,θset表示相角变化率判定阈值;Vupperset表示电压越上限判定阈值;Vlowerset表示电压越下限判定阈值;fupperset表示频率越上限判定阈值;flowerset表示频率越下限判定阈值。
当启动孤岛判断后,根据启动前的电网电压中的各个谐波电压含量(这些谐波电压含量通过实时计算来获取),找出谐波电压含量最小的一个频谱点fc,即目标频谱点,进而确定出目标频谱点在高频电流下的谐波电压含量,如下公式(7):
Vfc=min(V1,V1.1,V1.2…V25), (7);
公式(7)中,Vfc表示频次点fc对应的谐波电压含量,V1表示1次谐波即50Hz电压含量,V1.1表示1.1次谐波即55Hz间谐波电压含量,V1.2表示1.2次谐波即60Hz间谐波电压含量,V25表示25谐波电压含量。该式含义即在故障前所有谐波电压、间谐波电压中,选出幅值最小的频段fc。根据选出的频段,即目标频谱点fc,控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,通过检测确定目标频谱点在该高频电流下的与目标频谱点fc对应的第二谐波电压含量,当第二谐波电压含量超出预设限值,则判断发生孤岛,动作判据如下公式(8):
Figure SMS_6
, (8);
公式(8)中,Vfc表示当前频段fc监测到的高频电压,UN表示电网额定电压,Unow表示当前电网全波电压,Vf.set表示高频电压检测阈值,t表示超过阈值持续时间,Tf.set表示时间设定阈值。当公式(8)中的第二谐波电压含量Vfc超出预设限值,则判断台区内发生孤岛,开始进行第二防孤岛保护操作。
需要说明的是,在本申请实施例进行主动防孤岛保护时,需要提前在各个端侧设备10上接入高频电流调制电路,以便根据选出的目标频次点fc控制该调制电路发出高频电流。所接入的高频电流调制电路具体如图3所示。
可选的,在本申请实施例中,端侧设备10在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,具体配置为:
确定各个所述谐波电压含量对应的各个幅值;
根据各个所述幅值,在各个所述谐波电压含量中将其中幅值为最小值的谐波电压含量确定为所述第一谐波电压含量。
可选的,在本申请实施例中,端侧设备10确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,具体配置为:
确定所述第一谐波电压含量对应的频段;
将所述频段确定为所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点。
所述边侧设备20,用于当接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
边侧设备20负责广域防孤岛保护,收集各节点(各端侧设备10)上送的开关状态,根据拓扑接线,遍历是否存在非计划孤岛,若判定存在孤岛,则联切存在孤岛的端侧设备中的端侧设备-智能断路器。基于上述的低压配网协同防孤岛保护系统,本申请实施例提供了一种低压配网协同防孤岛保护系统的又一系统结构图,体现了边侧设备20与端侧设备10间的交互关系,具体如图4所示,包括:边侧设备20、端侧设备-智能检测终端30和端侧设备-智能断路器40。端侧设备-智能检测终端30、端侧设备-智能断路器40可分别上传端侧开关状态、拓扑识别结果给边侧设备20,边侧设备20可向端侧设备-智能断路器40发令联切指令、控制拓扑注入。
其中,端侧开关状态通过端侧设备10感知所得,具体由端侧设备-智能检测终端30感知所得,当确定端侧开关状态后,则将该端侧开关状态发送给边侧设备20。具体的,利用端侧设备10来感知开关状态分为以下三种情况做处理:
1、位置直接感知;
如果端侧设备-智能断路器40本体支持引出开关位置信号节点,经过电气量防误,则判断端侧设备10对应的端侧开关状态。
投运(状态)判别逻辑如下公式(9):
Figure SMS_7
, (9);
公式(9)中,DL表示断路器状态,1表示合位,I表示电流,P表示功率,Iset.ty表示投运电流设定值,Pset.ty表示投运功率设定值。
跳闸(状态)判别逻辑如下公式(10):
Figure SMS_8
, (10);
公式(10)中,DL=1→0表示断路器由闭合变断开,Iset.th表示跳闸后电流判定值,Pset.th表示跳闸后功率判定值。
2、双侧压流感知;
如果不能直接获取开关位置信号节点,那么可通过双侧电压及电流来判断端侧设备10对应的端侧开关状态。
投运(状态)判别逻辑如下公式(11):
Figure SMS_9
, (11);
跳闸(状态)判别逻辑如下公式(12):
Figure SMS_10
, (12);
公式(11)和公式(12)中,△U表示开关进线出线电压幅值差值,△Uset表示电压失步幅值判定阈值,△θ表示开关进线出线电压相角差值,△θset表示电压失步相角判定阈值,Iset.ty表示投运电流设定值。
3、单侧压流感知。
如果仅能获取电流数据,则端侧设备-智能检测终端30通过电气量判断端侧设备10对应的端侧开关状态。
投运(状态)判别逻辑如下公式(13):
Figure SMS_11
, (13);
跳闸(状态)判别逻辑如下公式(14):
Figure SMS_12
, (14);
公式(13)和公式(14)中,△I表示电流变化量,△Iset.qd表示电流变化量启动阈值,I-0.2s表示0.2s前电流值。
其中,边侧设备20可进行台区拓扑接线判别。在边侧设备20通过物联网接收到各个端侧设备10上传的各个端侧开关状态后,在拓扑中分别遍历这些端侧开关状态,根据这些端侧开关状态确定出存在异常的一个或多个目标端侧设备,从而确定目标台区存在孤岛,进而进行第三防孤岛保护操作。
需要说明的是,第三防孤岛保护操作为三道防线中的第三道保护防线,即广域防孤岛保护。该广域防孤岛保护作为后备保护。
还需要说明的是,根据本申请实施例提供的一种低压配网协同防孤岛保护系统,第一道保护防线对应的操作时间小于0.5s,第二道保护防线对应的操作时间小于2s,第三道保护防线对应的操作时间大于2s。
本申请提供的一种低压配网协同防孤岛保护系统,在目标台区内,当端侧设备对应的各个第一电气量超出其对应的第一预设防孤岛保护判据时,该目标台区存在孤岛,则需对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,并当端侧设备对应的各个第二谐波电压含量超出预期对应的第二预设防孤岛保护判据时,该目标台区存在孤岛,则需对该端侧设备进行第二预设防孤岛保护操作,同时当边侧设备接收到端侧设备发送的各个端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个端侧开关状态,以在各个端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,进而对各个目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。在本申请实施例中,利用这三道防孤岛保护防线,减少防孤岛保护的检测盲区,在提升灵敏度的同时增加防孤岛保护的可靠性,避免误动。
上面所描述的系统实施例详细说明系统中各个服务器的关系及功能,下面详细描述实现防孤岛保护流程的实施例。一种低压配网协同防孤岛保护方法,适用于由边侧设备20和多个端侧设备10构成的低压配网协同防孤岛保护系统,包括:
每个所述端侧设备确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在所述端侧设备获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态;
当所述边侧设备接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
本申请提供的一种低压配网协同防孤岛保护方法,在目标台区内,当端侧设备对应的各个第一电气量超出其对应的第一预设防孤岛保护判据时,该目标台区存在孤岛,则需对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,并当端侧设备对应的各个第二谐波电压含量超出预期对应的第二预设防孤岛保护判据时,该目标台区存在孤岛,则需对该端侧设备进行第二预设防孤岛保护操作,同时当边侧设备接收到端侧设备发送的各个端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个端侧开关状态,以在各个端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,进而对各个目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。在本申请实施例中,利用这三道防孤岛保护防线,减少防孤岛保护的检测盲区,在提升灵敏度的同时增加防孤岛保护的可靠性,避免误动。
基于上述实施例提供的方法,本申请实施例提供了一种低压配网协同防孤岛保护方法,具体为主动防孤岛保护中的检测控制流程,如图5所示,具体包括以下步骤:
S201:实时检测电网谐波、间谐波含量;
需要说明的是,通过对采集的实时电压信号进行傅里叶分解,将信号由时域转为频域,即可得到各个谐波电压含量。其中,在当前电网为正常状态情况下即可检测出电网谐波、间谐波含量,即各个谐波电压含量,将各个谐波电压含量作为备用数据,以便在步骤S203中使用。
S202:检测电网中电气量是否突变或越限;
需要说明的是,检测电网中的各个电气量即前述第二电气量数据,包括但不限于电压、频率电压变化率、频率变化率和相角变化率,而针对各个电气量的检测仅作为启动防孤岛判断的依据。当检测到目标台区中的各个第二电气量数据均达到对应的各个越限条件时,则判定电网中的各个电气量存在突变或越限。
S203:根据故障前谐波含量找出谐波电压最小频次点;
需要说明的是,故障前谐波含量即步骤S201中提及的各次谐波电压含量,该最小频次点即目标频谱点。根据各次谐波电压含量对应的各个幅值,在各次谐波电压含量中确定出幅值为最小值的谐波电压含量,进而确定幅值为最小值的谐波电压含量对应的频段,将该频段确定为最小频次点。
S204:根据找出的频次点发出调制高频电流;
需要说明的是,在本申请的主动防孤岛保护中,需要提前在各个端侧设备10上接入高频电流调制电路,以便根据选出的最小频次点fc控制该调制电路发出高频电流。
S205:检测调制高频电流感应的高频电压是否超限;
其中,先确定最小频次点在前述高频电流下的高频电压,根据端侧设备10对应的第二预设防孤岛保护判据,若该高频电压超过其第二预设防孤岛保护判据,则判定高频电压超限。需要说明的是,当高频电压超限时,则说明目标台区发生孤岛。
S206:超限切除逆变器。
需要说明的是,当高频电压超过阈值且高频电压超过阈值的持续时间大于对应预设的时间设定阈值,则判定目标台区发生孤岛,并利用孤岛内端侧设备10的端侧设备-智能断路器40切除并网逆变器,达到切断并网电源的目的。
基于上述的低压配网协同防孤岛保护方法的具体实施例,本申请实施例提供了另一种低压配网协同防孤岛保护方法,具体为广域防孤岛保护中的控制流程,如图6所示,具体包括以下步骤:
S301:实时进行拓扑校核;
需要说明的是,在目标台区中,实时进行拓扑校核。根据边侧设备20可实时进行拓扑接线判别,从而实现实时进行拓扑校核。
S302:判断是否收到远方联切令;
其中,边侧设备20可向端侧设备10发送联切指令。若端侧设备10未收到远方联切令,则进入步骤S303,若端侧设备10收到远方联切令,则进入步骤S306。
S303:判断是否收到本地开关断开;
需要说明的是,根据端侧设备10中的端侧设备-智能检测终端30和端侧设备-智能断路器40可感知端侧设备10本地的端侧开关状态,并将该端侧开关状态发送至边侧设备20。若边侧设备20未接收到端侧开关状态,则返回步骤S301,若边侧设备20接收到端侧开关状态,则进入步骤S304。
S304:根据搜索算法变量拓扑;
S305:判断是否形成孤岛;
其中,当边侧设备20接收到由端侧设备10发送的端侧开关状态,便可根据搜索算法变量拓扑判断目标台区是否存在孤岛。具体的,边侧设备20利用搜索算法变量拓扑将端侧设备10发送的端侧开关状态进行遍历,通过遍历确定出端侧开关状态是否存在故障,若存在故障,则判断目标台区存在孤岛。若目标台区存在孤岛,则进入步骤S306,若目标台区不存在孤岛,则进入步骤S307。
S306:发令联切相关光伏开关;
其中,当目标台区存在孤岛时,需由边侧设备20向存在孤岛的节点(端侧设备10)发送联切指令,以使端侧设备10根据该联切指令调用与其对应的端侧设备-智能断路器40将该端侧设备10中的并网电源切断,进而进入步骤S307。需要说明的是,目标台区中存在多个节点。
S307:结束控制。
本申请实施例还提供了一种存储介质,所述存储介质包括存储的指令,其中,在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行上述低压配网协同防孤岛保护方法。
本申请实施例还提供了一种电子设备,其结构示意图如图7所示,具体包括存储器401,以及一个或者一个以上的指令402,其中一个或者一个以上指令402存储于存储器401中,且经配置以由一个或者一个以上处理器403执行所述一个或者一个以上指令402进行以下操作:
每个所述端侧设备确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在所述端侧设备获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态;
当所述边侧设备接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。
在一个典型的配置中,设备包括一个或多个处理器(CPU)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media),如调制的数据信号和载波。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统或系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下,即可以理解并实施。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现。
为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种低压配网协同防孤岛保护系统,其特征在于,所述低压配网协同防孤岛保护系统包括:边侧设备和多个端侧设备;
每个所述端侧设备,用于确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并基于公式
Figure QLYQS_2
确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态;其中,/>
Figure QLYQS_3
表示频谱点/>
Figure QLYQS_4
对应的谐波电压含量,频谱点/>
Figure QLYQS_5
表示谐波电压含量最小的频谱点,即所述目标频谱点,所述目标频谱点对应幅值最小的频段,/>
Figure QLYQS_6
表示1次谐波即50Hz的谐波电压含量,/>
Figure QLYQS_7
表示1.1次谐波即55Hz间的谐波电压含量,/>
Figure QLYQS_8
表示1.2次谐波即60Hz间的谐波电压含量,/>
Figure QLYQS_1
表示25次谐波的谐波电压含量;
所述边侧设备用于当接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,每个所述端侧设备中设置有端侧断路器和端侧低压监测单元;
所述端侧断路器,用于当所述目标台区存在孤岛时,根据所述边侧设备的控制指令切断其所在端侧设备中的并网电源;
所述端侧低压监测单元,用于通过各个所述第一电气量数据感知所述端侧设备对应的所述端侧开关状态。
3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一电气量数据包括频率数据,所述第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括频率阈值和频率时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率阈值,且超出所述频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的频率时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一电气量数据包括工频电压数据,所述工频电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括工频电压阈值和工频电压时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的工频电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压阈值,且超出所述工频电压阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的工频电压时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
5.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述第一电气量数据包括谐波电压数据、谐波电压频率数据,所述谐波电压数据对应的第一预设防孤岛保护判据包括谐波电压判定阈值、谐波电压频率阈值和谐波电压时间阈值;
所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛的过程中,具体配置为:
当任一第一电气量数据中的谐波电压数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压判定阈值,且任一第一电气量数据中的谐波电压频率数据超出该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压频率阈值,同时超出所述谐波电压判定阈值以及超出所述谐波电压频率阈值对应的超限时间大于该第一电气量数据对应的第一预设防孤岛保护判据中的谐波电压时间阈值时,判定所述目标台区存在孤岛。
6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述端侧设备在判定所述目标台区存在孤岛前,具体配置为:
当所述谐波电压数据对应的谐波变化量超出预设变化量阈值且所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内,确定所述谐波变化量超出预设变化量阈值以及所述谐波电压频率数据处于所述谐波电压频率阈值内对应的持续时间,若所述持续时间超出预设防孤岛保护启动时间,则开始判定所述目标台区是否存在孤岛。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述端侧设备在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,具体配置为:
确定各个所述谐波电压含量对应的各个幅值;
根据各个所述幅值,在各个所述谐波电压含量中将其中幅值为最小值的谐波电压含量确定为所述第一谐波电压含量。
8.一种低压配网协同防孤岛保护方法,其特征在于,适用于由边侧设备和多个端侧设备构成的低压配网协同防孤岛保护系统,所述方法包括:
每个所述端侧设备确定所述低压配网协同防孤岛保护系统对应的目标台区中的各个第一电气量数据,并判断每个所述第一电气量数据是否超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,当任一所述第一电气量数据超出其对应的第一预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第一防孤岛保护操作,同时在所述端侧设备获取到所述目标台区中的各个谐波电压含量且所述目标台区中的各个第二电气量数据达到对应的各个越限条件时,在所有所述谐波电压含量中确定出第一谐波电压含量,并基于公式
Figure QLYQS_10
确定与所述第一谐波电压含量对应的目标频谱点,依据所述目标频谱点控制与该端侧设备连接的调制电路发出高频电流,确定所述目标频谱点在所述高频电流下的第二谐波电压含量,确定所述端侧设备对应的第二预设防孤岛保护判据,若所述第二谐波电压含量超过所述第二预设防孤岛保护判据,则判定所述目标台区存在孤岛,并触发所述边侧设备对该端侧设备进行第二防孤岛保护操作;每个所述端侧设备中对应包含端侧开关状态;其中,/>
Figure QLYQS_11
表示频谱点/>
Figure QLYQS_12
对应的谐波电压含量,频谱点/>
Figure QLYQS_13
表示谐波电压含量最小的频谱点,即所述目标频谱点,所述目标频谱点对应幅值最小的频段,/>
Figure QLYQS_14
表示1次谐波即50Hz的谐波电压含量,/>
Figure QLYQS_15
表示1.1次谐波即55Hz间的谐波电压含量,/>
Figure QLYQS_16
表示1.2次谐波即60Hz间的谐波电压含量,/>
Figure QLYQS_9
表示25次谐波的谐波电压含量;
当所述边侧设备接收到各个所述端侧开关状态,基于预设拓扑结构分别遍历各个所述端侧开关状态,以在所有所述端侧设备中确定存在开关状态异常的各个目标端侧设备,并对各个所述目标端侧设备进行第三防孤岛保护操作。
9.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质包括存储的指令,其中,在所述指令运行时控制所述存储介质所在的设备执行如权利要求8中所述的低压配网协同防孤岛保护方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括存储器,以及一个或者一个以上的指令,其中一个或者一个以上指令存储于存储器中,且经配置以由一个或者一个以上处理器执行如权利要求8中所述的低压配网协同防孤岛保护方法。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107465206A (zh) * 2017-07-11 2017-12-12 中国电力科学研究院 一种基于谐波阻抗矩阵的风电场防孤岛识别方法及其系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI305073B (en) * 2005-12-20 2009-01-01 Ind Tech Res Inst An islanding detection protects method
CN105262067B (zh) * 2015-10-08 2018-02-02 南京南瑞继保电气有限公司 一种防孤岛保护系统及方法
CN110488148B (zh) * 2019-07-30 2020-09-11 华为技术有限公司 孤岛现象检测方法、装置和计算机可读存储介质
CN112748308B (zh) * 2020-12-28 2022-06-14 南方电网科学研究院有限责任公司 一种微电网单端快速故障定位方法及相关装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107465206A (zh) * 2017-07-11 2017-12-12 中国电力科学研究院 一种基于谐波阻抗矩阵的风电场防孤岛识别方法及其系统

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