在电力网络拓扑中检测孤岛效应的方法和系统的制作方法_2

文档序号:8282478阅读:来源:国知局
功能/操作的过程。
[0032]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0033]如图1所示,计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16,系统存储器28,连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0034]总线18表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线,微通道体系结构(MAC)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
[0035]计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
[0036]系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(RAM) 30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图1未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如⑶-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0037]具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40,可以存储在例如存储器28中,这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0038]计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信,和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口 22进行。并且,计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0039]现在参看图2,图2示出根据本发明实施例的在电力网络拓扑中孤岛效应的检测方法,包括:在步骤S201,在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站;在步骤S202,收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数;在步骤S203,根据耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。
[0040]在步骤S201,在电力网络拓扑中找到存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的耦合点以及给所述耦合点供电的变电站。
[0041]电力系统是由发电机、变压器、母线、开关、刀闸、线路等电力元件按一定形式连接而成的整体,电气运行性能受到元件特性和元件连接关系的约束。综合考虑电力系统的元件特性约束和连接关系约束,电力网络拓扑实际上包含了两类拓扑结构:几何拓扑和物理拓扑。几何拓扑反映了电网设备的几何连接状态,物理拓扑则体现了电网元件物理上的电气耦合关系。本发明实施例的孤岛效应的检测方法是基于电力网络拓扑进行分析的。
[0042]分布式电源(Distributed Generat1n,简称DG),通常是指发电功率在几千瓦至数百兆瓦(也有的建议限制在30?50兆瓦以下)的小型模块化、分散式、布置在用户附近的高效、可靠的发电单元。主要包括:以液体或气体为燃料的内燃机、微型燃气轮机、太阳能发电(光伏电池、光热发电)、风力发电、生物质能发电等。
[0043]在电力网络拓扑图中,找到负载和分布式电源的公共点,作为存在潜在孤岛效应的分布式电源和负载的稱合点(即PCC点,Point of Common Coupling),然后找到给所述耦合点供电的变电站。
[0044]在步骤S202,收集耦合点附近和所述变电站附近的电网运行参数,在耦合点附近和给耦合点供电的变电站附近设置传感器,实时收集耦合点附近和变电站附近的电流、电压、频率、相位和谐波分布。根据本发明的实施例,所述耦合点附近是在所述电力网络拓扑中与所述耦合点之间除了输电线路之外不越过其它电力设备的区域范围,所述变电站附近是在所述电力网络拓扑中与所述变电站的出线端之间除了输电线路之外不超越其它电力设备的区域范围。
[0045]在步骤S203,根据所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性确定所述分布式电源和负载是否存在孤岛效应。
[0046]所述耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性包括以下至少之一:耦合点附近和变电站附近的功率变化特性、谐波分布变化特性、谐波畸变的变化特性。
[0047]根据本发明的实施例,同时观测耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性,如果耦合点附近的电网运行参数和变电站附近的电网运行参数的变化特性符合以下情况的至少之一,则确定所述分布式电源和负载存在孤岛效应:耦合点附近和变电站附近的功率变化特性在某个时间段内具有互补性;耦合点附近和变电站附近的谐波分布变化特性在某个时间段内具有相关特性;耦合点附近和变电站附近的谐波畸变变化特性在某个时间段内具有相同的冲击曲线特点。
[0048]耦合点附近和变电站附近的功率变化特性具有互补性,是指某个时间段内,耦合点的功率具有增加的趋势,变电站附近的功率就具有减少的趋势,或者耦合点的功率具有减少的趋势,变电站附近的功率就具有增加的趋势,并且增加与减少的量值大致是相等的。这是由于在孤岛形成过程中,由于负载减少或者增加的缘故,变电站附近功率会出现变化,与之相对应的,由于对应负载增加或者减少的缘故,耦合点附近功率会出现反向变化,所以耦合点附近和变电站附近的功率具有互补性。
[0049]耦合点附近和变电站附近的谐波分布变化特性具有相关特性,是指如果不考虑时间上的延迟,在某个时间段内,耦合点附近与变电站附近的谐波分布曲线基本上是类似的。耦合点附近和变电站附近的谐波分布具有相关特性,这是由于在孤岛形成过程中,变电站附近会出现大量谐波,这些谐波分布具有与该孤岛形成过程中的电网运行参数相对应的特征,同样的,耦合点附近也会出现大量谐波,这些谐波分布也具有与该孤岛形成过程中的电网运行参数相对应的特征,所以,在某个时间段内,耦合点附近和变电站附近的谐波分布具有相关特性。
[0050]耦合点附近和变电站附近的谐波畸变具有相同的冲击曲线特点,是指耦合点附近和变电站附近的谐波畸变在一定时间范围内都有同方向的冲击曲线,冲击曲线的峰值可以有所不同。这是由于,在孤岛在形成过程中,电网运行参数会发生变化,尤其是耦合点附近和变电站附近会出现大量的谐波畸变现象。由于畸变发生在较短时间内,因此会产生同方向的冲击曲线。
[0051]根据本发明的实施例,采集耦合点和变电站附近的电网运行参数,同时观测两组电网运行参数,并且对两组电网运行参数的变化趋势进行对比,利用观测出的参数变化趋势识别出电网潜在的孤岛现象,提高孤岛检测的灵敏度和准确性,克服了现有方法在参数收集和参数变化率门限值设定的固有弱点。
[0052]图3示出根据本发明实施例的电力网络拓扑,为描述方便,该网络拓扑仅仅选取了某个区域的电
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