【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法及系统，属于分布式电源并网发电系统的保护与控制领域。
技术介绍
1、近年来，分布式能源在中国等国家得到了大规模的发展。然而，随着分布式能源的发展，孤岛效应的检测成为了一个重要的问题。孤岛效应是指当电网因故障事故或停电维修等原因而跳闸时，各个用户端的分布式并网发电系统未能及时检测出停电状态而未将自身切离市电，形成由分布式并网发电系统和周围负载形成的一个自给供电孤岛。这种情况下，如果没有有效的孤岛检测和防护措施，将会对电网设备、用户设备以及维修人员的安全带来威胁。
2、目前，孤岛检测方法主要有被动式和主动式两种。被动式孤岛检测方法主要是根据公共耦合点(pcc)处的电量参数变化来判断是否发生孤岛。这种方法不会影响电能质量，但存在较大的检测盲区。主动式孤岛检测方法则是对逆变器输出的电压、电流实施扰动，监测电路的响应情况，从而判断逆变器是否与电网相连。主动式检测法的检测精度和准确率高、检测盲区小甚至无检测盲区，但会影响电能质量。因此，亟需一种新型孤岛检测方法，在对电能质量不影响或者影响较小的情况下快速检测出孤岛。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述现有技术的不足，所要解决的技术问题在于，提供一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法及系统。该方法可以实现快速有效检测出孤岛，且对电能质量影响较小，可广泛应用于分布式发电领域，提高发电系统安全性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术一方面提供一种基于波形相似度的主动快速
3、step1：对pcc点电压进行实时采集；
4、step2：判断获取的电压频率是否达到所设保护阈值；
5、step3：当电压频率达到保护阈值时则启动孤岛保护，进入孤岛状态，否则进入下一步；
6、step4：对pcc点实时采集的电压数据进行相似度处理；
7、step5：将所得相似度系数整定到斩波系数中，对输出电流施加频率扰动；
8、step6：施加频率扰动后，若pcc点电压频率超出所设保护阈值时，则启动孤岛保护，若pcc点电压未超出所设保护阈值，返回至步骤step4。
9、所述step2中，在已获取pcc点实时波形数据的前提下，判断电压频率fv是否达到所设保护阈值：
10、(1)若fv>50.5hz或fv<49.5hz，则电压频率达到所设保护阈值；
11、(2)若49.5hz≤fv≤50.5hz，则电压频率未达到所设保护阈值。
12、所述step4中，对pcc点实时采集的电压数据进行相似度处理，具体如下：
13、从电压波形过零点开始，保存系统正常运行时一个周期的波形，并将该波形与下一周期波形进行余弦相似度比较；
14、
15、其中，c(a,bi)为a与bi的的余弦相似度，为两个数据组a与bi的之间点乘，为a与b两个数据中各个数据的平方和开根后的乘积，a为pcc点电压的实测波形数据，bi为实测电压波形第i个波形数据。
16、所述step5中，将所得相似度系数整定到斩波系数中，对输出电流施加频率扰动，其截断系数为：
17、cfn＝cfn-1+k(1-c(a,bi))+k(1-c(a,bi))2
18、其中，cfn为第n周期的截断系数，cfn-1为第n-1周期的截断系数，k为反馈增益，c(a，bi)为第i个周期与正常运行周期之间的相似度系数。
19、本专利技术另一方面提供一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测系统，包括：
20、数据采集模块：用于采集pcc点的电压波形数据；
21、逻辑判断模块：用于判断pcc点电压频率是否超过阈值；
22、数值计算模块：用于计算pcc点电压频率正常运行周期与后面每一个周期得相似度系数；
23、孤岛保护启动及控制模块：根据逻辑判断模块结果对相应得装置进行启动；当pcc点电压频率超过阈值时将启动孤岛保护模块，控制断路装置进行分闸，若否，则继续等待下次判断。
24、所述数据采集模块具体包括：
25、数据采集单元：用于从传感器和其它测量设备从被测单元中实时采集pcc点相关波形数据；
26、模数变换单元：用于将采集到的模拟量信号的瞬时值变换成数字量信号的数字值。
27、所述数值计算模块具体包括：
28、信号计算单元：用于对采集到的pcc点电压，用其构造启动信号；
29、波形相关性系数计算单元：计算pcc点电压波形正常运行周期与后续每一周期波形数据的相关性系数.
30、所述逻辑判断模块具体包括：
31、电压频率阈值判断单元：用于判断pcc电压频率是否超过阈值，若否，则继续执行判断，若是则启动孤岛保护模块。
32、本专利技术的有益效果是：
33、1、本专利技术是一种新型孤岛检测方法，能在对电能质量不影响或者影响较小的情况下快速检测出孤岛。
34、2、本专利技术采用一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，能在主动法的基础上进一步提高孤岛检测速度。
35、3、本专利技术在电网正常运行下时无影响，该项技术高效可靠，可以推广使用。不仅仅适用于本专利技术中所述的主动频率检测法，也适用于其他主动法。
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1.一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，其特征在于：所述Step2中，在已获取PCC点实时波形数据的前提下，判断电压频率fv是否达到所设保护阈值：
3.根据权利要求1所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法、，其特征在于：所述Step4中，对PCC点实时采集的电压数据进行相似度处理，具体如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，其特征在于：所述Step5中，将所得相似度系数整定到斩波系数中，对输出电流施加频率扰动，其截断系数为：
5.一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测系统，其特征在于，所述数据采集模块具体包括：
7.根据权利要求5所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测系统，其特征在于，所述数值计算模块具体包括：
8.根据权利要求5所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测
...【技术特征摘要】
1.一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，其特征在于：所述step2中，在已获取pcc点实时波形数据的前提下，判断电压频率fv是否达到所设保护阈值：
3.根据权利要求1所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法、，其特征在于：所述step4中，对pcc点实时采集的电压数据进行相似度处理，具体如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于波形相似度的主动快速孤岛检测方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：束洪春，宁波，董俊，唐玉涛，杨翔麟，刘瑞，罗琨，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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