一种交流微型电网特征参数的实时在线预测方法
【专利摘要】本发明公开了一种交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，包括以下步骤：1）实时采集交流微型电网系统一受扰动节点的扰动电流值Ik，采样时间间隔为Ts；根据所采集的扰动电流值Ik，构造扰动电流值数组ARRAY[I1、I2、I3、I4、I5、I6]。2）实时计算扰动电流值数组ARRAY中电流值的五阶差分导数：若一阶差分导数f(1)大于ε，则判定交流微型电网系统进入了暂态过程；若各阶导数均小于预设微小量ε，则判定交流微型电网系统平稳，继续采集下一时刻电流值，并继续计算下一时刻电流值的五阶差分导数，与现有技术相比，本发明方法具有更好的实时性和简便性，能够适用于暂态冲击电流的抑制、电机参数在线测试、故障在线诊断、低频功率振荡的在线检测与抑制等诸多领域。
【专利说明】—种交流微型电网特征参数的实时在线预测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电能质量与信号分析处理研究领域，具体涉及一种交流微型电网特征参数的实时在线预测方法。
【背景技术】
[0002]微型电网是实现新能源分布式应用的最有效措施，也是未来交互式智能电网的主要内容。该系统通过大量的电力电子接口电路将风电、光伏、燃料电池等分布式能源集成起来，以蓄电池、超级电容和高速飞轮等储能装置为功率调节手段，在微型电网中央控制系统、分布式控制系统以及保护装置的协调作用下，通过微型局域供电网络为本地负荷提供清洁、持续、交互式的电能。
[0003]通过分析微型电网的系统结构、组网方式、运行模式、控制策略可知，其具有如下重要特性:1、含有多种多样的间歇式能源，不可避免地存在着持续性的、随机性的外部输入源扰动。2、微型电网中负荷的特性多样、形式多变，大量的、随机性的负荷变化导致了网络的特征参数不断发生变化。3、各个组件的类型千差万别，既有电流型的电力电子变换器，也有电压型的变流器；既有阻容性的负载，也有阻感性的负荷；既有静止型的装置，也有运动型的设备。4、运行模式多样，既可以运行于并网模式，也可工作在孤岛模式。5、典型的多尺度耦合系统，既有小惯性的电力电子变换器，也有大惯性的旋转机械设备；既有功率较小的储能装置，也有容量巨大的主网系统；既有工频级别的能量交换，也有开关频率级别的功率振荡。
[0004]上述特点决定了微型电网稳定性分析的复杂性。现有的稳定性研究几乎都是基于某个确定的网络以及采用某种具体的控制策略。但基于数学模型的分析方法严重依赖系统参数和模型的准确度，因此理论分析结果可能会与实际情况有较大的偏差。更重要的是，微型电网系统总是不断地遭受着大量的随机性的扰动，其控制策略、工作模式以及结构的特征参数也因此而不断改变。因此，在扰动条件下的微型电网系统中，基于参数和模型的稳定性分析方法有很大的局限性，现有的研究成果很难满足微型电网稳定性在线分析的需要。
【发明内容】
[0005]针对上述缺陷或不足，提供一种交流微型电网特征参数的实时在线处理方法，能够根据实时测量交流微型电网系统的状态。
[0006]为达到以上目的，本发明的技术方案为:
[0007]包括以下步骤:
[0008]I)、实时采集频率为ω的交流微型电网系统一受扰动节点的扰动电流值Ik，采样时间间隔为Ts ;根据所采集的扰动电流值Ik，构造扰动电流值数组ARRAY[Ip 12、13、14、15、I6L并且扰动电流值数组ARRAY中各元素初始值为0，每采集一个点，令I6=Ik ； I5=I6 ; I4=I5 ；工3=14山=13 ;Il = l2 ;k为正整数；
[0009]2)、实时计算扰动电流值数组ARRAY中电流值的五阶差分导数:若一阶差分导数f⑴大于ε，则判定交流微型电网系统进入了暂态过程；若各阶导数均小于预设微小量ε，则判定交流微型电网系统平稳，继续采集下一时刻电流值，并继续计算下一时刻电流值的五阶差分导数，其中，所述扰动电流值数组ARRAY中电流值的五阶差分导数分别为f (1)、f(2)、
【权利要求】
1.一种交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)、实时采集频率为ω的交流微型电网系统一受扰动节点的扰动电流值Ik，采样时间间隔为Ts ;根据所采集的扰动电流值Ik，构造扰动电流值数组ARRAYtlpIylylpIpIe]，并且扰动电流值数组ARRAY中各元素初始值为O，每采集一个点，令I6=Ik ;I5=I6 ；I4=I5 ;I3=I4 ；I2=I3 J1=I2^为正整数； 2)、实时计算扰动电流值数组ARRAY中电流值的五阶差分导数:若一阶差分导数f(1)大于ε，则判定交流微型电网系统进入了暂态过程；若各阶导数均小于预设微小量ε，则判定交流微型电网系统平稳，继续采集下一时刻电流值，并继续计算下一时刻电流值的五阶差分导数，其中，所述扰动电流值数组ARRAY中电流值的五阶差分导数分别为f (1)、f (2)、f(3)、f⑷、f⑸:
2.根据权利要求1所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，步骤3)的(I)中含一个主要模态的平稳无振荡暂态过程的特征参数用指数模态的衰减系数σ来表征，其计算公式如下:
3.根据权利要求1或2所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，含一个主要模态的平稳无振荡暂态过程结束之后的稳定电流值iA:.—σ2/(2)—/(4)
4.根据权利要求1所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，(2.1)中含有两个主要模态的平稳无振荡暂态过程的特征参数用衰减系数P、μ表示，衰减系数P、μ计算公式如下:
5.根据权利要求1所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，(2.1)中含有两个主要模态的平稳无振荡暂态过程的暂态直流分量用Be_pt和Ce_°t表示，Be_pt和Ce_°t计算公式如下:
6.根据权利要求4或5所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，如果P >0且μ >0则判定交流微型电网系统暂态过程收敛，并且暂态过程结束后的稳定电流为iB，iB的计算公式如下:
7.根据权利要求1所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，(2.2)中振荡变化暂态过程的特征参数为振荡周期CJ和衰减系数λ其计算公式如下:
8.根据权利要求7所述的交流微型电网特征参数的实时在线预测方法，其特征在于，当Λ〈O时，且λ >0，则可判定系统的暂态过程收敛，收敛的暂态过程的暂态交流分量为ic、稳态交流量为iD:
【文档编号】G01R31/00GK103698628SQ201310680789
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】卓放, 熊连松, 李琛, 谢亦丰, 祝明华 申请人:西安交通大学