电力电子变压器的孤岛检测方法、电子设备及存储介质技术

本发明专利技术提供了一种多端口电力电子变压器的孤岛检测方法。首先，将多端口电力电子变压器的运行状态划分为四类有功不匹配区间Sec.I、Sec.II、Sec.IV和Sec.V和一类有功匹配区间Sec.III。其次，针对有功不匹配区间Sec.I或Sec.V，根据MVAC端口直流母线电压偏离参考值判断发生了孤岛；针对有功不匹配区间Sec.II或Sec.IV，根据MVAC端口公共耦合点处电压的跌落深度超限判断发生了孤岛；针对有功匹配区间Sec.III，依次交替向MVAC电网注入大小相等方向相反的无功功率，根据无功测量值与设定的参考值不吻合或连续两次测量的电压频率的差值越限判断发生了孤岛。该方法能实现全功率配置范围内的孤岛检测，不存在检测盲区，无需注入扰动而影响电能质量，不依赖通信系统，检测精度高、抗扰动能力强、速度快。速度快。速度快。

【技术实现步骤摘要】
电力电子变压器的孤岛检测方法、电子设备及存储介质


[0001]本文件涉及电力电子设备
，尤其涉及一种多端口电力电子变压器的孤岛检测方法、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]图2为四端口共高频母线电力电子变压器(High
‑
Frequency
‑
Bus
‑
based Power Electronic Transformer,HFB
‑
PET)的一种典型运行场景。中压交流(Medium
‑
Voltage AC,MVAC)和中压直流(Medium
‑
Voltage DC,MVDC)端口分别连接交流和直流电网，低压交流(Low
‑
Voltage AC,LVAC)和低压直流(Low
‑
Voltage DC,LVDC)端口均工作于恒压模式。在MVAC端口外部设置有网侧断路器K1和端口侧断路器K2。当上游故障导致电网不可用或其它人为原因需要断开电网时，K1跳闸，MVAC端口立即出现孤岛现象。为了保障相关维修人员的人身安全以及HFB
‑
PET的可靠运行，需要及时且准确地自动检测出孤岛的发生。
[0003]多端口电力电子变压器端口间功率配置关系复杂，且与本地负载的功率匹配呈现多样性，同时，各端口通过高频母线互联，相互之间的功率存在强非线性交叉耦合关系，一个端口的负载变化极易引发其它端口的功率波动，造成电压、电流出现偏离，甚至触发低频振荡。因此，传统的单级或两级新能源并网变换器的孤岛检测方法无法很好地适用于此。
[0004]多端口电力电子变压器的孤岛检测方法应满足以下几点：
[0005]一是，合理选择检测目标参数，能快速且准确地检测出孤岛。分析孤岛发生时刻典型电气参数的变化规律，选择具有代表性的目标参数作为孤岛判断的依据，提高检测速度和准确性，避免端口间出现长时间功率失衡而触发电压、电流保护。
[0006]二是，孤岛检测方法及判定依据必须适用于全功率范围，不能存在检测盲区。
[0007]三是，孤岛检测和判断应具备一定鲁棒性，避免干扰引起的误判行为。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种多端口电力电子变压器的孤岛检测方法、电子设备及存储介质，旨在解决上述问题。
[0009]本专利技术提供了一种多端口电力电子变压器的孤岛检测方法，其特征在于，包括：
[0010]S1、获取多端口电力电子变压器的MVAC端口的网侧断路器断开前MVAC端口的运行参数、以及网侧断路器断开前后本地负载消耗的额定有功功率偏差标幺值；
[0011]S2、根据步骤S1获取的内容将多端口电力电子变压器MVAC端口网侧断路器断开前的运行状态预先划分为五类运行区间，五类运行区间分别为四类有功不匹配区间Sec.I、Sec.II、Sec.IV以及Sec.V和一类有功匹配区间Sec.III；
[0012]S3、根据MVAC端口的网侧断路器断开前多端口电力电子变压器的运行区间、MVAC端口的网侧断路器断开后的直流母线电压值、MVAC端口公共耦合点处电压跌落深度以及MVAC端口电压频率和输入无功功率判断在所述运行区间内是否存在孤岛现象。
[0013]本专利技术还提供了一种电子设备，包括：
[0014]处理器；以及，
[0015]被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述计算机可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上述多端口电力电子变压器的孤岛检测方法的步骤。
[0016]本专利技术还提供了一种存储介质，用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现如上述多端口电力电子变压器的孤岛检测方法的步骤。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本说明书一个或多个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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例的多端口电力电子变压器的孤岛检测方法的流程图；
[0019]图2为四端口HFB
‑
PET的运行场景示意图；
[0020]图3为多端口电力电子变压器的工作区间划分图；
[0021]图4为工作区间Sec.III内的无功功率匹配图；
[0022]图4(a)为本地负载为R
‑
L型的工作区间Sec.III内的无功功率匹配图；
[0023]图4(b)为本地负载为R
‑
C型的工作区间Sec.III内的无功功率匹配图；
[0024]图4(c)为本地负载为R
‑
L
‑
C型的工作区间Sec.III内的无功功率匹配图；
[0025]图4(d)为本地负载为R型的工作区间Sec.III内的无功功率匹配图；
[0026]图5为本专利技术实施例的孤岛检测的循环流程图；
[0027]图6为工作区间Sec.I内的孤岛检测过程波形示意图；
[0028]图7为工作区间Sec.V内的孤岛检测过程波形示意图；
[0029]图8为工作区间Sec.II内的孤岛检测过程波形示意图；
[0030]图9为工作区间Sec.IV内的孤岛检测过程波形示意图；
[0031]图10为工作区间Sec.III内的孤岛检测过程波形示意图。
具体实施方式
[0032]为了使本
的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个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说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
[0033]方法实施例
[0034]本专利技术实施例提供了一种多端口电力电子变压器的孤岛检测方法，图1为本专利技术实施例的多端口电力电子变压器的孤岛检测方法的流程图，如图1所示，本专利技术实施例的多端口电力电子变压器的孤岛检测方法包括：
[0035]S1、获取多端口电力电子变压器的MVAC端口的网侧断路器断开前MVAC端口的运行参数、以及网侧断路器断开前后本地负载消耗的额定有功功率偏差标幺值；S1具体包括：
[0036]记P
MA
、P
MD
、P
LD
和P
LA
分别为MVAC、MVDC、LVDC及LVAC端口的输入有功功率，Q
MA
为MVAC
端口的输入感性无功功率，P
load
和Q
load
分别为流入本地负载的有功功率及感性无功功率。另外，设定本地负载由电阻R
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多端口电力电子变压器的孤岛检测方法，其特征在于，包括：S1、获取多端口电力电子变压器的MVAC端口的网侧断路器断开前MVAC端口的运行参数、以及网侧断路器断开前后本地负载消耗的额定有功功率偏差标幺值；S2、根据步骤S1获取的内容将多端口电力电子变压器MVAC端口网侧断路器断开前的运行状态预先划分为五类运行区间，所述五类运行区间分别为四类有功不匹配区间Sec.I、Sec.II、Sec.IV以及Sec.V和一类有功匹配区间Sec.III；S3、根据MVAC端口的网侧断路器断开前所述多端口电力电子变压器的运行区间、MVAC端口的网侧断路器断开后的直流母线电压值、MVAC端口公共耦合点处电压跌落深度以及MVAC端口电压频率和输入无功功率判断在所述运行区间内是否存在孤岛现象。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中获取本地负载消耗的额定有功功率偏差标幺值具体包括：根据公式1获取MVAC端口公共耦合点处电压的跌落深度N
v
及其允许的最大值N
v(max)
；根据公式2获取MVAC端口输出的有功功率P
MAout
；P
MAout
＝P
MD
+P
LD
+P
LA
ꢀꢀꢀ
公式2；根据公式3获取P
MAout
与MVAC端口网侧断路器断开前本地负载消耗的额定有功功率P
load
的偏差标幺值δP；其中，δP与N
v
满足公式4；其中，U
pm
和U
pm(rated)
分别为MVAC端口公共耦合点处电压的实测幅值和额定幅值，m
max
为MVAC端口网侧变换器的最大调制比，U
1ref
为MVAC端口直流母线电压的参考值，P
MD
、P
LD
和P
LA
分别为多端口电力电子变压器的MVDC端口、LVDC端口及LVAC端口的输入有功功率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：若MVAC端口网侧断路器断开前MVAC端口处于“用电”状态，即P
MAout
≤0，则所述多端口电力电子变压器运行在区间Sec.I；若MVAC端口网侧断路器断开前MVAC端口处于“发电”状态，即P
MAout
>0，且本地负载消耗的额定有功功率的偏差标幺值满足公式5，则所述多端口电力电子变压器运行在区间Sec.II；0<δP+1<(1
‑
ΔN
v(thr)
)2ꢀꢀꢀ
公式5；若MVAC端口网侧断路器断开前MVAC端口处于“发电”状态，即P
MAout
>0，且本地负载消耗的额定有功功率的偏差标幺值满足公式6，则所述多端口电力电子变压器运行在区间Sec.IV；若MVAC端口网侧断路器断开前MVAC端口处于“发电”状态，即P
MAout
>0，且本地负载消耗
的额定有功功率的偏差标幺值满足公式7，则所述多端口电力电子变压器运行在区间Sec.V；在MVAC端口网侧断路器断开前MVAC端口处于“发电”状态，且本地负载消耗的额定有功功率的偏差标幺值满足公式8，则所述多端口电力电子变压器运行在区间Sec.III；(1
‑
ΔN
v(thr)
)2≤δP+1≤(1+ΔN
v(thr)
)2ꢀꢀꢀ
公式8。其中，ΔN
v(thr)
为MVAC端口公共耦合点处电压的跌落深度阈值增量，P
MAout
为MVAC端口输出的有功功率，δP为P
MAout
与MVAC端口网侧断路器断开前本地负载消耗的额定有功功率P
load
的偏差标幺值，N
v(max)
为MVAC端口公共耦合点处电压的跌落深度允许的最大值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：S31、若所述多端口...

【专利技术属性】
技术研发人员：文武松，张颖超，聂金铜，金丽萍，张瑞伟，詹天文，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：