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北極星智能(neng)電網在線(xian)  來源:北極星智能(neng)電網在線(xian)    2019/9/17 11:28:23  我要投稿(gao)  

北極星智能(neng)電網在線(xian)訊:本發(fa)明涉及(ji)電力系(xi)di)a href="http://www.chinasmartgrid.com.cn/topic/微(wei)電網" title="微(wei)電網新聞專題" target='_blank'>微(wei)電網保護技術領域(yu),特別(bie)涉及(ji)一種微(wei)電網繼電保護方法。同時,本發(fa)明還涉及(ji)一種微(wei)電網繼電保護裝置。

申(shen)請人︰國網河北省(sheng)電力有限公(gong)司石家莊(zhuang)供電分公(gong)司; 石家莊(zhuang)科林zhi)縉煞縈邢薰gong)司

發(fa)明人︰張小兵; 李亞楠; 馬(ma)曉龍(long); 谷超(chao); 楊龍(long)蛟; 于世(shi)超(chao); 孔江濤; 孫海寧; 趙鋒; 陳賀; 王強; 王欣; 鞏志偉; 焦(jiao)可清

摘要︰本發(fa)明提供微(wei)電網繼電保護方法及(ji)裝置,通過設(she)置遺傳算法實時預測模型,根據(ju)微(wei)電網中歷史電流數據(ju),實時預測下一周波的電流情況,後比較(jiao)預測值(zhi)與實際微(wei)電網中采樣(yang)數據(ju),進而判定微(wei)電網中是(shi)否(fu)有短路故shou)zhang)發(fa)生。首先,通過遺傳算法的實時預測,很好的解決了傳統che)鞅;??chun)依(yi)靠定值(zhi)設(she)定來判斷是(shi)否(fu)有短路故shou)zhang)發(fa)生、常常導致保護失(shi)效(xiao)的問題,極大提高了保護靈敏(min)度qun)褪斃xiao);其次,可滿足400V及(ji)以下的微(wei)電網孤網運行時的全(quan)面保護需要;再次,能(neng)夠適(shi)應微(wei)電網在孤網和並(bing)網兩(liang)種工作狀態間的切換,最後,能(neng)夠辨識duan) 繽母ge)種故shou)zhang),並(bing)做出正確的nan) Γ Uzhang)微(wei)電網安(an)全(quan)、穩(wen)定運行。

QQ截(jie)圖20190917101226.png

技術背景(jing)

微(wei)電網是(shi)指由分布(bu)式電源、儲(chu)能(neng)裝置、能(neng)量轉換裝置、負荷、監控(kong)和保護裝置等組(zu)成的小型發(fa)配電系(xi)di)常 shi)一個(ge)能(neng)夠實現自(zi)我控(kong)制、保護和管理的自(zi)治系(xi)di)常 浼瓤梢粵 擁酵wai)部大電網上運行(稱為“ 並(bing)網”運行),也可以脫開外(wai)部大電網孤立運行(稱為“ 孤網”運行)。近年(nian)來微(wei)電網已成為國家電網削峰填(tian)谷、提高系(xi)di)澄wen)定性和實現需求側管理的一種有效(xiao)手段(duan)。

但隨著微(wei)電網技術的mu)燜俜fa)展,越來越多(duo)的問題暴露出來,例如傳統的繼電保護裝置已不能(neng)適(shi)應微(wei)電網的保護。這是(shi)由于微(wei)電網的保護技術相對復(fu)雜︰首先傳統的繼電保護裝置還不能(neng)適(shi)應微(wei)電網的離網(孤島(dao))與並(bing)網切換方式;其次,傳統的過流保護單純(chun)的通過定值(zhi)設(she)定判斷是(shi)否(fu)有故shou)zhang)發(fa)生,當(dang)微(wei)電網內部大功(gong)率電器停止運行,發(fa)生短路故shou)zhang)時,由于微(wei)電網的nan)唄芳ji)設(she)備短路電流很小,因此(ci)短路電流可能(neng)小于保護定值(zhi),導致保護失(shi)效(xiao),傳統的過流保護不再適(shi)用于微(wei)電網;再次,微(wei)電網內部數量眾多(duo)的mu)ju)離很短的分布(bu)式電源,很容(rong)易zi)斐啥搪返緦骷本繚zeng)大,若不能(neng)及(ji)時斷開相應的回路,則會對于微(wei)電網的安(an)全(quan)產生巨大的危害。此(ci)外(wai),傳統的繼電保護技術都是(shi)針對10KV及(ji)以上xi)繆溝拇蟺繽xian)路應用而設(she)計的,在對小電流的感知以及(ji)對急劇增(zeng)長的電流的時效(xiao)上難以滿足400V及(ji)以下微(wei)電網快速切除故shou)zhang)的保護需求,即在微(wei)電網孤網運行時很難起到應有的保護作用。

由此(ci),研究(jiu)新的繼電保護方法來保障(zhang)微(wei)電網的安(an)全(quan)、穩(wen)定運行成為本領域(yu)亟待(dai)解決的問題。

發(fa)明內容(rong)

有鑒(jian)于此(ci),本發(fa)明旨在提出一種微(wei)電網繼電保護方法,以保障(zhang)微(wei)電網的安(an)全(quan)、穩(wen)定運行。

為達到上述目(mu)的,本發(fa)明的技術方案是(shi)這樣(yang)實現zhi)模/p>

一種微(wei)電網繼電保護方法,包(bao)括下列步驟

a、對公(gong)共耦合(he)點的電流波形(xing)進行采樣(yang),得到采樣(yang)數據(ju);

b、對所(suo)述采樣(yang)數據(ju)進行數字(zi)濾波,得到基波的特征值(zhi)和各(ge)次諧波的特征值(zhi);

c、構建遺傳算法實時預測模型,得到jiao)鞅;?卸ㄣyu)值(zhi);

d、獲(huo)取預設(she)的孤島(dao)hao)卸ㄣyu)值(zhi);

e、比較(jiao)所(suo)述基波的特征值(zhi)和所(suo)述過流保護判定閾(yu)值(zhi),判斷是(shi)否(fu)有短路故shou)zhang)發(fa)生,若是(shi),則執行過流保護動作;若否(fu),則返回執行步驟a;

比較(jiao)所(suo)述各(ge)次諧波的特征值(zhi)和所(suo)述預設(she)的孤島(dao)hao)卸ㄣyu)值(zhi),判定是(shi)否(fu)存在孤島(dao)狀態;若是(shi),則判定所(suo)述孤島(dao)狀態是(shi)否(fu)為計劃孤島(dao);若否(fu),則結束本次判定;

判定所(suo)述孤島(dao)狀態是(shi)否(fu)為非計劃孤島(dao);若是(shi),則執行孤島(dao)保護動作;若否(fu),則不動

作。

進一步的,步驟b中,所(suo)述數字(zi)濾波的方法包(bao)括下列步驟︰

b1、對所(suo)述采樣(yang)數據(ju)進行萬能(neng)窗零點濾波算法計算,得到基波數據(ju)和各(ge)次諧波數據(ju);

b2、對所(suo)述基波數據(ju)和所(suo)述各(ge)次諧波數據(ju)進行快速傅里(li)葉變(bian)換算法計算,得到所(suo)述基波的特征值(zhi)和所(suo)述各(ge)次諧波的特征值(zhi)。

進一步的,所(suo)述萬能(neng)窗零點濾波算法的公(gong)式為︰

QQ截(jie)圖20190917100609.png

進一步的,步驟c中,所(suo)述遺傳算法實時預測模型的構建方法包(bao)括下列步驟︰

c1、獲(huo)取公(gong)共耦合(he)點的電流特征值(zhi)作為歷史數據(ju),生成初始種群(qun);

c2、計算種群(qun)個(ge)體(ti)的適(shi)應度值(zhi)

根據(ju)建立的微(wei)電網群(qun)優(you)化目(mu)標函數計算每個(ge)個(ge)體(ti)對應的適(shi)應度值(zhi);等待(dai);

c3、選擇(ze)最優(you)個(ge)體(ti),

根據(ju)步驟c2計算出的個(ge)體(ti)適(shi)應度,選擇(ze)出適(shi)應度值(zhi)最高的個(ge)體(ti)進行復(fu)制;

c4、交叉

根據(ju)給(gei)定的交叉因子和交叉策略,將(jiang)兩(liang)個(ge)父(fu)親一代的信(xin)息進行交叉組(zu)合(he),產生新的優(you)秀個(ge)體(ti);

c5、變(bian)異(yi)

對種群(qun)內個(ge)體(ti)進行隨機變(bian)異(yi);

c6、生成新一代種群(qun),即實時電流預測值(zhi)。

進一步的,步驟c還包(bao)括以下步驟︰c7、將(jiang)所(suo)述實時電流預測值(zhi)乘以人工設(she)定的定值(zhi)N,即設(she)置為過流保護判定閾(yu)值(zhi)。

進一步的,步驟e後還包(bao)括以下步驟︰f、故shou)zhang)消失(shi)後,自(zi)動啟動重合(he)閘。

進一步的,所(suo)述重合(he)閘為三相N次重合(he)閘裝置。

同時,本發(fa)明還提供了一種微(wei)電網繼電保護裝置,以實現上述微(wei)電網繼電保護方法。

為達到上述目(mu)的,本發(fa)明的技術方案是(shi)這樣(yang)實現zhi)模/p>

一種微(wei)電網繼電保護裝置,包(bao)括采集模塊,用于對公(gong)共耦合(he)點的電流波形(xing)進行采樣(yang),將(jiang)所(suo)得采樣(yang)數據(ju)發(fa)送至(zhi)數字(zi)濾波模塊;

數字(zi)濾波模塊,用于對所(suo)述采樣(yang)數據(ju)進行數字(zi)濾波,將(jiang)所(suo)得基波特征值(zhi)和各(ge)次諧波的特征值(zhi)發(fa)送至(zhi)過流保護判定模塊和孤島(dao)hao)卸 ?

預設(she)的孤島(dao)hao)卸ㄣyu)值(zhi)獲(huo)取模塊,用于獲(huo)取預設(she)的孤島(dao)hao)卸ㄣyu)值(zhi),將(jiang)所(suo)得預設(she)的孤島(dao)hao)卸ㄣyu)值(zhi)發(fa)送至(zhi)孤島(dao)hao)卸 ?

遺傳算法實時預測模塊,用于獲(huo)取實時電流預測值(zhi),將(jiang)所(suo)述獲(huo)取實時電流預測值(zhi)發(fa)送至(zhi)過流保護判定閾(yu)值(zhi)獲(huo)取模塊;

過流保護判定閾(yu)值(zhi)獲(huo)取模塊,用于獲(huo)取過流保護判定閾(yu)值(zhi),將(jiang)所(suo)得過流保護判定閾(yu)值(zhi)發(fa)送至(zhi)過流保護判定模塊;

孤島(dao)hao)卸 ?椋 糜諗卸鮮shi)否(fu)存在孤島(dao)運行;若是(shi),則觸發(fa)非計劃孤島(dao)hao)卸 ?

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