基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统和保护方法技术方案

本发明专利技术提出了基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统和保护方法，该系统包括温度采集单元、低压光伏智能开关和上位机；温度采集单元用于监测母线温度；低压光伏智能开关用于将获取的母线温度输入至预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；采集母线时间序列数据以及对母线时间序列数据和预测后母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；上位机根据获取的异常数据控制光伏网络中的分合闸跳闸或者对异常数据进行二次检测。基于该系统，还提出了温度感知保护方法；本发明专利技术通过远程通信检测与本地主被动相结合、主判据与辅助判据相结合，解决了单一检测方法有盲区、动作不可靠的问题，提高了微电网系统的安全性。的安全性。的安全性。

【技术实现步骤摘要】
基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统和保护方法


[0001]本专利技术属于光伏微电网系统
，特别涉及基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统和保护方法。

技术介绍

[0002]目前，光伏发电具有清洁、可再生等特点，是新能源的主要形式之一。未来微电网系统中的小型光伏发电储能系统将越来越多，一个生产基地的楼顶或者居民的房顶都会变成一个光伏发电储能系统，如何保障这些小型光伏发电系统的稳定运行成为一个突出的问题。
[0003]近年来光伏发电技术快速发展，并出现“小容量、密布点、分散式”的特点，电网运行的复杂程度进一步加剧。原有的保护装置操作繁琐且动作可靠性低，容易出现“不可控”的现象。因此配电网的稳定运行和检修人员的安全都得不到保障。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统和保护方法，通过远程通信检测与本地主被动相结合、主判据与辅助判据相结合等方法解决了单一检测方法有检测盲区、动作不可靠的问题，极大的提高了微电网系统的安全性。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统，包括：温度采集单元、低压光伏智能开关和上位机；所述温度采集单元用于监测母线温度并发送至低压光伏智能开关；所述低压光伏智能开关用于将获取的母线温度输入至预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；采集母线时间序列数据以及对所述母线时间序列数据和预测后的母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；所述上位机用于根据获取的异常数据控制光伏网络中的分合闸跳闸或者对所述异常数据进行二次检测。
[0006]进一步的，所述低压光伏智能开关包括数据采集模块、处理模块和分合闸模块；所述数据采集模块用于采集母线时间序列数据并发送至处理模块；所述处理模块通过预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；对母线时间序列数据和预测后的母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；所述分合闸模块用于在上位机发出分合闸指令后执行相对应的分合闸操作；所述上位机发出分合闸指令之后通过处理模块转发至分合闸模块。
[0007]进一步的，所述母线时间序列数据包括母线侧三相电压、母线侧三相电流、瞬时有功功率、瞬时无功功率、总功率因数、三相电压波形失真度和三相电流波形失真度。
[0008]进一步的，所述低压光伏智能开关将获取的母线温度输入至ARIMA模型之前，首先绘制出母线温度自相关图和偏相关图；然后输入至ARIMA模型中。
[0009]进一步的，采用预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测的过程为：根据母线温度自相关图和偏相关图，判断母线温度是否平衡；当平衡时，对ARIMA模型进行定阶，即确定p和q的值，其中p是自回归模型阶数，q是移动平均模型阶数；如果不平衡，则确定差分次数d，进行差分处理；然后通过定阶后的ARIMA模型对ARIMA模型的未知参数进行极大似然估计得到最终预测模型；在最终预测模型通过白噪声验证以及输入的为白噪声时，应用最终预测模型对未来母线温度变化进行预测。
[0010]进一步的，所述上位机用于根据获取的异常数据控制光伏网络中的分合闸模块跳闸或者对所述异常数据进行二次检测的过程为：以电气量数据为主判据，非电气量数据为辅判据，当主判据与辅判据均异常时，上位机控制光伏网络中的分合闸模块跳闸；当主判据与辅判据不同时异常时，上位机控制低压光伏智能开关继续监测。
[0011]进一步的，所述电气量的测量包括：当电流信号为正弦波时，根据电流的峰值和均值，计算电流有效值；当电流信号信号包括谐波成分时，采用傅里叶变换的方法计算谐波成分的有效值。
[0012]进一步的，所述以电气量数据为主判据，非电气量数据为辅判据时，采用模糊PID控制器算法提高低压光伏智能开关的可靠性；所述模糊PID算法为：以偏差值额e(k)和偏差变化率作为是低压光伏智能开关的输入变量；以参数调节量、和为输出变量；所述为偏差的比例；为偏差的积分和为偏差的微分。
[0013]进一步的，所述低压光伏智能开关还包括故障指示模块，用于显示故障信息；所述故障信息包括三相短路、两相短路、接地故障、过流，失压故障和保护事件检测与上报。
[0014]本专利技术还提出了基于低压光伏智能开关的温度感知保护方法，是基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统实现的，包括以下步骤：通过温度采集单元获取母线温度；通过低压光伏智能开关将获取的母线温度输入至预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；采集母线时间序列数据以及对所述母线时间序列数据和预测后母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；通过上位机根据获取的异常数据控制光伏网络中的分合闸模块跳闸或者对所述异常数据进行二次检测。
[0015]
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术提出了基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统和保护方法，该系统包括温度采集单元、低压光伏智能开关和上位机；温度采集单元用于监测母线温度并发送至低压光伏智能开关；低压光伏智能开关用于将获取的母线温度输入至预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；采集母线时间序列数据以及对所述母线时间序列数据和预测后的母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；上位机用于根据获取的异常数据控制光伏网络中的分合闸跳闸或者对异常数据进行二次检测。基于低压光伏
智能开关的温度感知保护系统，还提出了基于低压光伏智能开关的温度感知保护方法，本专利技术通过远程通信检测与本地主被动相结合、主判据与辅助判据相结合等方法解决了单一检测方法有检测盲区、动作不可靠的问题，极大的提高了微电网系统的安全性。
[0016]本专利技术通过拟合母线时间序列数据和母线温度确定异常数据，并上报至上位机，上位机再通过低压光伏智能开关控制分合闸跳闸或者对异常数据进行二次检测，实现台区内光伏电网的防护。
附图说明
[0017]如图1为本专利技术实施例1基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统连接示意图；如图2为本专利技术实施例1低压光伏智能开关的模块连接示意图；如图3为本专利技术实施例1中ARIMA建模流程；如图4为本专利技术实施例2基于低压光伏智能开关的温度感知保护方法流程图。
具体实施方式
[0018]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。
[0019]实施例1本专利技术实施例1提出了基于低压光伏智能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统，其特征在于，包括：温度采集单元、低压光伏智能开关和上位机；所述温度采集单元用于监测母线温度并发送至低压光伏智能开关；所述低压光伏智能开关用于将获取的母线温度输入至预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；采集母线时间序列数据以及对所述母线时间序列数据和预测后的母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；所述上位机用于根据获取的异常数据控制光伏网络中的分合闸跳闸或者对所述异常数据进行二次检测。2.根据权利要求1所述的基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统，其特征在于，所述低压光伏智能开关包括数据采集模块、处理模块和分合闸模块；所述数据采集模块用于采集母线时间序列数据并发送至处理模块；所述处理模块通过预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测；对母线时间序列数据和预测后的母线温度进行拟合，当拟合后的数据出现异常时，上报至上位机；所述分合闸模块用于在上位机发出分合闸指令后执行相对应的分合闸操作；所述上位机发出分合闸指令之后通过处理模块转发至分合闸模块。3.根据权利要求2所述的基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统，其特征在于，所述母线时间序列数据包括母线侧三相电压、母线侧三相电流、瞬时有功功率、瞬时无功功率、总功率因数、三相电压波形失真度和三相电流波形失真度。4.根据权利要求1所述的基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统，其特征在于，所述低压光伏智能开关将获取的母线温度输入至ARIMA模型之前，首先绘制出母线温度自相关图和偏相关图；然后输入至ARIMA模型中。5.根据权利要求4所述的基于低压光伏智能开关的温度感知保护系统，其特征在于，采用预设的ARIMA模型中对未来母线温度变化进行预测的过程为：根据母线温度自相关图和偏相关图，判断母线温度是否平衡；当平衡时，对ARIMA模型进行定阶，即确定p和q的值，其中p是自回归模型阶数，q是移动平均模型阶数；如果不平衡，则确定差分次数d，进行差分处理；然后通过定阶后的ARIMA模型对ARIMA模型的未知参数进行极大似然估计...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝庆水，闫红华，田斌，张爱民，
申请(专利权)人：山东国信电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：