在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及电力网络，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。根据本发明专利技术实施例，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。

【技术实现步骤摘要】
在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统
本专利技术涉及电力网络，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。
技术介绍
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-DetectionZone，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。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，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。根据本专利技术的另一个方面，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。根据本专利技术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专利技术实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图2示出根据本专利技术实施例的在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法。图3示出根据本专利技术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示出根据本专利技术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
的技术人员知道，本专利技术可以实现为系统、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，本专利技术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专利技术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)。下面将参照本专利技术实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本专利技术。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚楠，金锋，田启明，刘宇航，曲俊媚，丁建栋，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US