【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及继电保护，具体为一种具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法。
技术介绍
1、由于化石能源的日益耗竭以及低碳排放的需求，能源危机的问题日益紧张，而且低碳能源仍需要开发。在这种情况下，分布式可再生能源发电获得了极大的关注和发展，尤其是具有丰富的可用性和对环境影响小的风力发电和光伏发电，但是理论和实践证明，这些分布式可再生能源有一些固有的问题，如它的间歇性、不确定性等自然特征会对公共电网的安全性、可靠性和电网质量等产生负面影响。
2、以光伏发电为例，光伏发电具有无污染、无噪音、可再生等特点，是理想的可再生能源，目前越来越受到人们的重视，在传统大电网和微电网中广泛应用。但是随着光伏电站渗透率的不断增加，光伏发电因受光照、温度等环境因素影响而产生的剧烈功率波动将给电力系统的可靠、稳定运行带来一定的挑战，当电网发生短路故障时，会造成光伏装置并网点电压跌落，而光伏装置产生的有功功率会因为并网点电压的跌落而无法顺利流入电网，这些能量聚集于机组的换流器中，从而引起换流器直流母线过电压和滤波电感上的过电流。可见，减小故障期间机组换流器中的不平衡能量，从而降低过电压和过电流是光伏装置卸荷保护控制策略中需要解决的关键问题。对于故障期间无法流入电网的不平衡能量，传统的解决方法是在直流母线上并联卸荷电路，通过卸荷电阻消耗这些能量。该方法简单可靠，但故障期间机组中的不平衡能量将转换成电阻的热能，在造成散热问题的同时还形成了能量的损失和浪费。近年来，储能技术逐渐得到人们的关注。在故障期间将机组中的不平衡能量存储于储能装置中，将减少能
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的光伏装置保护方法存在利用率较低，灵活性较差，能量损失较高，以及如何降低过电压和过电流的优化问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，包括基于电容储能系统和卸荷电路设计协调控制策略；通过变分模态分解的光伏发电的波动性抑制构建vmd约束变分模型；将白噪声与光伏功率信号，通过白噪声频谱的均匀分布，计算模态函数。
4、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的一种优选方案，其中：所述电容储能系统包括电容器和双向dc/dc变换器，当系统发生故障时，电容储能系统与卸荷电路共同作用吸收故障期间产生的能量，当电网恢复正常工作时，电容储能系统将吸收的能量回馈电网，电容ca表示为：
5、
6、其中，pan为电容吸收的额定功率，δt为电容器充电所需时间，ua.max为电容器工作时最大端电压值，ua.min为电容器工作时最小端电压值，通过双向dc/dc变换器工作模式判断电容器是否处于充电状态，当变换器工作在buck工作模式下电容器充电，工作在boost工作模式下电容器放电。
7、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的一种优选方案，其中：所述协调控制策略包括通过荷电状态soc判断电容储能装置的工作状态，电容器可充电容量和额定容量的比值，表示为：
8、
9、其中，ua为电容器正常工作时的端电压值，检测母线电压，判断是否出现电压，当直流母线电压高于正常工作值，启动卸荷电路，判断电容储能系统状态，当soc＝1设定值时启动电容储能，对电容器进行充电，当soc<1时，仅通过卸荷电路吸收多余电能，在故障清除后，电容储能系统放电，将故障期间储存的能量缓慢回馈电网。
10、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的一种优选方案，其中：所述变分模态分解的光伏发电的波动性抑制包括将获得光伏信号分解为低频和高频分量，vmd将信号分解为具有特定中心频率，有限带宽的子信号，光伏输出的能量集中在低频部分，高频部分能量低，通过vmd分解法将光伏信号分解为高频和低频两类模态分量，通过将低频功率信号作为光伏并网的预设功率值，高频功率信号通过储能系统吸收进行光伏功率平滑。
11、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的一种优选方案，其中：所述构建vmd约束变分模型包括将原始信号分解为k个分量，分解序列为具有中心频率的有限带宽的模态分量，vmd约束变分模型表示为：
12、
13、
14、其中，uk为模态函数，wk为模态中心频率。
15、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的一种优选方案，其中：所述白噪声频谱的均匀分布包括通过噪声辅助数据分析对集成信号进行滤波时，滤波阶数i为高阶和低阶的分界点，将i阶后的所有imf之和的低频分量作为并网输出功率，从第1阶到第i-1阶的所有imf之和作为高频分量，收集到储能装置中。
16、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的一种优选方案，其中：所述计算模态函数包括根据标准化模量累积均值方法选取滤波阶数i，第m阶标准化模量累积均值表示为：
17、
18、其中，m为均值公式，s为方差公式。
19、本专利技术的另外一个目的是提供一种具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护系统，其能通过函数计算模块通过标准化模量累积均值方法选取滤波阶数，解决了目前的在信号分解过程中如何选择合适的滤波阶数以及如何更好地适应光伏系统工作状态变化的问题。
20、作为本专利技术所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护系统的一种优选方案，其中：包括控制策略模块、模型构建模块、函数计算模块；所述控制策略模块基于电容储能系统工作状态和卸荷电路设计协调控制策略；所述模型构建模块通过变分模态分解的光伏发电的波动性抑制构建vmd约束变分模型；所述函数计算模块用于将白噪声与光伏功率信号，通过白噪声频谱的均匀分布，计算模态函数。
21、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序是实现具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的步骤。
22、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的步骤。
23、本专利技术的有益效果：本专利技术提供的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法通过储能装置收集电网发生故障时产生的多余能量，在电网故障期间保护逆变器免受过电压损害，提高能量利用率，通过滤波控制器对vmd滤波阶数进行选择，实现光伏信号分解为低频和高频分量，提高并网功率的平滑性，增强电网稳定性，提高了对区外故障的保护能力，确保了微电网和大电网中的光伏装置的安全稳定运行，本专利技术在能让你能量利用率、平滑性和电网稳定性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述电容储能系统包括电容器和双向DC/DC变换器，当系统发生故障时，电容储能系统与卸荷电路共同作用吸收故障期间产生的能量，当电网恢复正常工作时，电容储能系统将吸收的能量回馈电网，电容CA表示为：
3.如权利要求2所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述协调控制策略包括通过荷电状态SOC判断电容储能装置的工作状态，电容器可充电容量和额定容量的比值，表示为：
4.如权利要求3所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述变分模态分解的光伏发电的波动性抑制包括将获得光伏信号分解为低频和高频分量，VMD将信号分解为具有特定中心频率，有限带宽的子信号，光伏输出的能量集中在低频部分，高频部分能量低，通过VMD分解法将光伏信号分解为高频和低频两类模态分量，通过将低频功率信号作为光伏并网的预设功率值，高频功率信号通过储能系统吸收进行光伏功率平滑。
5.如权利要求4
6.如权利要求5所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述白噪声频谱的均匀分布包括通过噪声辅助数据分析对集成信号进行滤波时，滤波阶数i为高阶和低阶的分界点，将i阶后的所有IMF之和的低频分量作为并网输出功率，从第1阶到第i-1阶的所有IMF之和作为高频分量，收集到储能装置中。
7.如权利要求6所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述计算模态函数包括根据标准化模量累积均值方法选取滤波阶数i，第m阶标准化模量累积均值表示为：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的系统，其特征在于：包括控制策略模块、模型构建模块、函数计算模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述电容储能系统包括电容器和双向dc/dc变换器，当系统发生故障时，电容储能系统与卸荷电路共同作用吸收故障期间产生的能量，当电网恢复正常工作时，电容储能系统将吸收的能量回馈电网，电容ca表示为：
3.如权利要求2所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述协调控制策略包括通过荷电状态soc判断电容储能装置的工作状态，电容器可充电容量和额定容量的比值，表示为：
4.如权利要求3所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述变分模态分解的光伏发电的波动性抑制包括将获得光伏信号分解为低频和高频分量，vmd将信号分解为具有特定中心频率，有限带宽的子信号，光伏输出的能量集中在低频部分，高频部分能量低，通过vmd分解法将光伏信号分解为高频和低频两类模态分量，通过将低频功率信号作为光伏并网的预设功率值，高频功率信号通过储能系统吸收进行光伏功率平滑。
5.如权利要求4所述的具有卸荷功能的储能型屋顶光伏装置保护方法，其特征在于：所述构建vmd约束变分模型包括将原始信号分解为k个分量，分...
【专利技术属性】
技术研发人员：张裕，张彦，陈巨龙，张兆丰，杨婕睿，王杰，王斌，杨垒臣，杨鑫，朱永清，牟楠，秦川，雷鸣，林超，陈谦，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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