一种接入配电网的区域分布式光伏故障诊断系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种接入配电网的区域分布式光伏故障诊断系统及方法，属于分布式光伏技术领域。
【背景技术】
[0002]随着越来越多的分布式光伏接入配电网，对配电网安全、稳定造成了很大的影响。为此，国家电网公司陆续制定了《分布式光伏发电接入配电网相关技术规定(暂行)》、《分布式电源接入配电网相关技术规范(修订版)》，规定了分布式光伏发电接入配电网的技术要求，试图减轻分布式光伏接入对配电网的影响。
[0003]然而分布式光伏本身的波动性、接入位置及与其带来的双向潮流问题，从根本上改变了配电网原有的结构，从功率电压控制、继电保护、电能质量管理、运行维护等多个层次给配电网带来了挑战，并且电网缺乏对分布式光伏的的有效监测，尤其通过220V、380V接入的分布式光伏电站，几乎处于不受监控的状态。在分布式光伏高渗透率的情况下，如果无法对分布式光伏故障进行准确判断，将给配电网带来极大的安全隐患，因此需要开发电网侧区域分布式光伏故障诊断系统，支撑电网对区域分布式光伏的监管需求，提高配电网对分布式光伏的管理水平。
[0004]针对配电网对分布式光伏的管理需求，尚缺乏相应的分布式光伏故障诊断系统。目前光伏故障诊断系统主要集中在电站侧，且系统大都针对集中式电站。但随着分布式光伏大规模接入，一方面，分布式光伏由于数量较多、配置分散等特点，其特性与集中式电站有很大的不同，并且已有的光伏故障诊断系统只监控单个电站，无法同时对多个分布式光伏进行故障监控；另一方面，由于分布式新能源接入电网形式不同、技术要求差异大，目前配电网缺乏针对区域分布式光伏的管理体系，一旦无法检测到分布式光伏发生的故障并及时处理，将给配电网的安全稳定造成极大的影响。随着分布式光伏大规模接入，现有的光伏故障诊断系统及配电网管理体系均已无法满足大规模分布式光伏的并网管理需求。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种接入配电网的区域分布式光伏故障诊断系统及方法，能够根据光伏数据准确判断故障类型及原因，定位故障位置，并及时向配电网反馈故障信息，提高电网接纳分布式光伏的能力，保障配电系统的安全运行。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]一种接入配电网的区域分布式光伏故障诊断系统，包括故障信息检测子系统、故障数据处理子系统、故障识别子系统、故障模型库子系统、故障报警显示子系统和故障信息反馈子系统，其中，
[0008]所述故障信息检测子系统包含数据采集模块、历史数据库和实时数据库；所述数据采集模块分别与生产管理系统、用电信息采集系统、配电自动化系统和调度系统连接，获取光伏并网点信息和电网状态，并将数据存入历史数据库和实时数据库；
[0009]故障数据处理子系统包含数据预处理模块、数据解析模块和数据变换模块；所述数据预处理模块负责获取故障信息检测子系统中的历史数据库和实时数据库中的数据，并按照孤岛、电能质量、逆功率、继电保护性能指标进行分类处理；所述数据解析模块负责对数据预处理模块分类后的数据进行解析和归一化处理；所述数据变换模块负责将数据解析模块归一化处理后的数据根据相应的算法公式进行计算和变换，得到孤岛、电能质量、逆功率、继电保护故障所需的数据，并提取数据特征值；
[0010]所述故障模型库子系统依据各类标准对孤岛、电能质量、逆功率、继电保护性能指标的规定，建立孤岛、电能质量、逆功率、继电保护故障模型库；
[0011]所述故障识别子系统主要包括故障判断模块、故障定位模块、故障评价模块和故障存储模块；所述故障判断模块将故障数据处理子系统中数据变换模块提取的数据特征值，与故障模型库子系统的故障模型库的各类型性能指标进行比较，判断当前分布式光伏发生的故障类型，分析故障原因，若出现新的故障类型，及时反馈至故障模型库子系统，更新故障模型库；所述故障定位模块从调度获取数据，查询故障点，确定故障在分布式光伏系统拓扑图中的位置；所述故障评价模块根据故障位置、故障类型，判断故障对电网的影响，划分故障等级；所述故障存储模块负责存储故障判断模块、故障定位模块、故障评价模块确定的故障类型、故障原因、故障位置、故障等级信息；
[0012]所述故障报警显示子系统包括故障报警模块和故障显示模块；所述故障报警显示子系统从故障识别子系统获取故障位置，故障类型，故障原因，故障等级信息；所述故障报警模块在识别出某个分布式光伏发生故障后及时报警，向系统报告故障位置；所述故障显示模块将故障位置、故障类型、故障原因、故障等级在界面上显示，供业主和用户查看；
[0013]所述故障信息反馈子系统从故障识别子系统获取故障位置，故障类型，故障原因，故障等级信息，将故障信息及时向配电网管理系统报送，配电网管理系统根据故障信息对分布式光伏进行调控；同时，配电网管理系统在故障处理完成后，将信息反馈回故障信息反馈子系统，故障信息反馈子系统将反馈信息发送至故障存储模块，及时刷新故障信息。
[0014]—种接入配电网的区域分布式光伏故障诊断系统进行故障诊断的方法，包括故障信息筛选和故障自动识别两个阶段；
[0015]所述故障信息筛选包括以下步骤:
[0016](1-1)故障信息检测子系统的数据采集模块从生产管理系统中获取的分布式光伏电站地理位置信息；从用电信息采集系统中获取的分布式光伏电站的发电量、有功、无功、电压、电流、频率信息；从配电自动化系统中获取并网点信息、谐波、功率因数及并网点上级开关/断路器状态信息；从调度系统中获取线路信息、断路器/开关状态、变压器信息；
[0017](1-2)建立分布式光伏历史数据库和实时数据库，将所述步骤(1-1)采集到的数据信息存入历史数据库和实时数据库中；
[0018](1-3)故障数据处理子系统的数据预处理模块从故障信息检测子系统的历史数据库和实时数据库中提取出电压、电流、频率、功率、谐波、功率因数数据，按照孤岛、电能质量、逆功率、继电保护性能指标进行分类处理；
[0019](1-4)故障数据处理子系统的数据解析模块将分类后的数据根据性能指标进行分析，并依据系统参数设置进行归一化处理；
[0020](1-5)故障数据处理子系统的数据变换模块将所述步骤(1-4)归一化后的数据按照不同类型性能指标对应的算法进行变换处理，得到不同类型的数据输出特性，提取故障信息特征值；
[0021]所述故障自动识别包括以下步骤:
[0022](2-1)故障模型库子系统依据标准建立故障模型库，故障识别子系统从数据处理子系统中提取故障信息特征值；
[0023](2-2)故障识别子系统中的故障判断模块将故障信息特征值与故障模型库中各类型性能指标进行比较，从而判断出故障类型，若出现新的故障类型，及时反馈至故障模型库子系统，更新故障模型库；同时故障判断模块针对开关动作和保护动作行为进行分析，从历史数据库和实时数据库中的数据中查找故障设备和故障原因，并将故障类型、故障设备和故障原因信息发送至故障存储模块；
[0024](2-3)故障识别子系统中的故障定位模块从历史数据库和实时数据库中查找数据源头，根据调度系统获取的数据查询故障点，确定故障位置，并将故障位置信息发送至故障存储模块；
[0025](2-4)故障识别子系统中的故障评价模块根据故障位置、故障类型，判断故障对电网电压、电流、保护的影响，根据故障对电网的影响程度划分故障等级，并将故障等级信息发送至故障存储模块，同时向电网反馈优先处理等级高的故障；
[0026](2-5)故障显示报警子系统在确定故障位置后进行故障报警，并将故障存储模块存放的故障详细信息显示，