專利名稱：一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，屬于電力系統(tǒng)檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)電網(wǎng)因突發(fā)原因而脫離時(shí)，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)未能及時(shí)檢測(cè)出電網(wǎng)的脫離而將自身切離，并繼續(xù)與負(fù)載保持運(yùn)行的狀態(tài)，稱為孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)具有相當(dāng)大的危害性，根據(jù)IEEE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)必須具有孤島檢測(cè)能力，孤島效應(yīng)的防治策略需要快速地檢測(cè)出電網(wǎng)的脫離，以便及時(shí)地?cái)嚅_分布式并網(wǎng)系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接， 將危害降到最低。目前，公知的孤島效應(yīng)檢測(cè)方法主要分為主動(dòng)式檢測(cè)和被動(dòng)式檢測(cè)兩大類。主動(dòng)檢測(cè)法主動(dòng)地發(fā)出電壓、頻率、相位或功率等擾動(dòng)信號(hào)擾動(dòng)電網(wǎng)，同時(shí)檢測(cè)公共連接點(diǎn)(PCC)的電壓、頻率、相位或諧波等參數(shù)，通過參數(shù)的變化來判斷孤島狀況；被動(dòng)式檢測(cè)方法實(shí)時(shí)檢測(cè)公共連接點(diǎn)(PCC)的電網(wǎng)的電壓、頻率、相位和諧波等參數(shù)來判斷孤島效應(yīng)。但是現(xiàn)在常用的孤島效應(yīng)防治方法都會(huì)遇到一些的問題，根據(jù)主動(dòng)式檢測(cè)方法的原理，任何主動(dòng)式檢測(cè)方法都無法避免地會(huì)向電網(wǎng)中注入諧波,破壞電網(wǎng)質(zhì)量,而一般的被動(dòng)式檢測(cè)方法會(huì)存在較大的不可檢測(cè)域并且檢測(cè)的時(shí)間不確定。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的是為了解決現(xiàn)有檢測(cè)孤島效應(yīng)時(shí)采用主動(dòng)式檢測(cè)方法都無法避免地會(huì)向電網(wǎng)中注入諧波，破壞電網(wǎng)質(zhì)量，而采用一般的被動(dòng)式檢測(cè)方法會(huì)存在較大的不可檢測(cè)域并且檢測(cè)的時(shí)間不確定的問題，提供了一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型所述一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，該裝置檢測(cè)供電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)，所述供電系統(tǒng)包括電網(wǎng)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、用電負(fù)載、第一斷路器和第二漸路器，電網(wǎng)和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)共同為用電負(fù)載供電，電網(wǎng)由第一斷路器控制開關(guān)狀態(tài)，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由第二斷路器控制開關(guān)狀態(tài)，所述孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置包括檢測(cè)器和孤島效應(yīng)檢測(cè)單元，檢測(cè)器檢測(cè)電網(wǎng)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和用電負(fù)載三者的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，檢測(cè)器的信號(hào)輸出端與孤島效應(yīng)檢測(cè)單元的信號(hào)輸入端相連。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型所述的孤島效應(yīng)檢測(cè)技術(shù)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生諧波污染，可以有效地減小不可檢測(cè)域并準(zhǔn)確的檢測(cè)出孤島效應(yīng)的發(fā)生，減小了被動(dòng)式檢測(cè)方法的不可檢測(cè)域，可以檢測(cè)出一般被動(dòng)式檢測(cè)方法所無法識(shí)別的孤島效應(yīng)，并且可以迅速地識(shí)別了孤島效應(yīng)的特征，顯著地提高對(duì)孤島效應(yīng)發(fā)生的檢測(cè)速度。

圖I是本實(shí)用新型所述基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，該裝置檢測(cè)供電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)，所述供電系統(tǒng)包括電網(wǎng)I、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)2、用電負(fù)載3、第一斷路器4和第二斷路器5，電網(wǎng)I和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)2共同為用電負(fù)載3供電，電網(wǎng)I由第一斷路器4控制開關(guān)狀態(tài)，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)2由第二斷路器5控制開關(guān)狀態(tài)，所述孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置包括檢測(cè)器6和孤島效應(yīng)檢測(cè)單元7，檢測(cè)器6檢測(cè)電網(wǎng)I、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)2和用電負(fù)載3三者的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，檢測(cè)器6的信號(hào)輸出端與孤島效應(yīng)檢測(cè)單元7的信號(hào)輸入端相連。檢測(cè)器6包括霍爾電壓傳感器6-1、運(yùn)算放大電路6-2和AD轉(zhuǎn)換電路6_3，霍爾電壓傳感器6-1檢測(cè)電網(wǎng)I、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)2和用電負(fù)載3三者的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，霍爾電壓傳感器6-1的電壓信號(hào)輸出端與運(yùn)算放大電路6-2的輸入端相連,運(yùn)算放大電路6-2的輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路6-3的模擬信號(hào)輸入端相連，AD轉(zhuǎn)換電路6_3輸出數(shù)字信號(hào)。孤島效應(yīng)檢測(cè)單元7采用TI公司生產(chǎn)的28335型數(shù)字信號(hào)處理器來實(shí)現(xiàn)，孤島效應(yīng)檢測(cè)單元7包括低通濾波電路7-1、四階小波濾波器7-2和孤島效應(yīng)判斷電路7-3，檢測(cè)器6的AD轉(zhuǎn)換電路6-3的數(shù)字信號(hào)輸出端與低通濾波電路7_1的輸入端相連，低通濾波電路7-1的輸出端與四階小波濾波器7-2的輸入端相連，四階小波濾波器7-2的四階小波系數(shù)輸出端與孤島效應(yīng)判斷電路7-3的輸入端相連，孤島效應(yīng)判斷電路7-3的指令輸出端與分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)2的開關(guān)控制端相連。孤島效應(yīng)問題可以被描述為PCC點(diǎn)電壓幅值的升降，PCC點(diǎn)電壓頻率的增減，PCC點(diǎn)電壓諧波的變化以及電壓相位的跳變等等，這些都是用來辨認(rèn)孤島效應(yīng)問題的特征。當(dāng)電網(wǎng)脫離時(shí)，公共點(diǎn)PCC電壓必然會(huì)帶來突然的變化，這種變化會(huì)引入很多的高頻分量，而由時(shí)域的分析是無法捕捉這些高頻分量，傅里葉分析方法又無法滿足實(shí)時(shí)的要求，因此，本方法引入小波分析通過分析PCC處電壓信號(hào)來檢測(cè)孤島效應(yīng)。基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測(cè)方法通過對(duì)PCC點(diǎn)的電壓信號(hào)進(jìn)行小波分析，來分辨孤島效應(yīng)。因?yàn)楫?dāng)電網(wǎng)脫離時(shí)，如果負(fù)載需要的功率與光伏發(fā)電系統(tǒng)所提供的不匹配，此時(shí)PCC處電壓的幅值和頻率將發(fā)生變化，即電路會(huì)運(yùn)行于新的穩(wěn)態(tài)點(diǎn)，在新的工作點(diǎn)處，光伏發(fā)電系統(tǒng)提供負(fù)載全部的有功功率和無功功率，這個(gè)過程中，如果不匹配度不高，一般的被動(dòng)式檢測(cè)算法就會(huì)失靈，因?yàn)樵跁r(shí)域上看，電壓或頻率變化的不大，但是電網(wǎng)脫離時(shí)公共點(diǎn)PCC電壓必然會(huì)帶來突然的變化，這種變化會(huì)引入很多的高頻分量，而由時(shí)域的分析是無法捕捉這些高頻分量，小波分析就可以捕捉到這些信息從而辨別出孤島效應(yīng)的發(fā)生。圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，通過對(duì)PCC點(diǎn)的電壓信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，然后孤島效應(yīng)檢測(cè)單元對(duì)檢測(cè)器傳遞來的電壓信號(hào)進(jìn)行小波分解分析，當(dāng)孤島效應(yīng)發(fā)生時(shí)，小波分析得到的小波系數(shù)在我們?cè)O(shè)定的尺度下會(huì)發(fā)生巨大的變化從而分辨出孤島效應(yīng)的發(fā)生，檢測(cè)出結(jié)果后本裝置給分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制部分發(fā)送信號(hào)使其停止工作。本方法和裝置的小波分析采用Daub4小波進(jìn)行對(duì)信號(hào)的分析，應(yīng)用四階小波分解，檢測(cè)器6實(shí)時(shí)對(duì)公共連接點(diǎn)PCC的電壓進(jìn)行檢測(cè)，并經(jīng)過電路處理將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳遞到孤島效應(yīng)檢測(cè)單元7，數(shù)字電壓信號(hào)首先經(jīng)過低通濾波處理，消除噪聲對(duì)信號(hào)分析的影響，然后將信號(hào)進(jìn)行小波分解，在通過尺度系數(shù)選擇分析模塊對(duì)分解后的信號(hào)盡心分析，最后通過孤島效應(yīng)判斷模塊判斷孤島效應(yīng)是否發(fā)生并產(chǎn)生判斷信號(hào)。本裝置的孤島效應(yīng)檢測(cè)單元7由數(shù)字信號(hào)處理器系統(tǒng)構(gòu)成，采用TI公司28335型數(shù)字信號(hào)處理器，處理器的功能主要包括四個(gè)模塊低通濾波電路7-1、四階小波濾波器7-2和孤島效應(yīng)判斷電路7-3。三個(gè)模塊通過軟件協(xié)調(diào)集成在一塊數(shù)字信號(hào)處理芯片中實(shí)現(xiàn)。檢測(cè)部分由霍爾電壓傳感器6-1、運(yùn)算放大電路6-2以及AD轉(zhuǎn)換電路6-3組成。
權(quán)利要求1.一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，該裝置檢測(cè)供電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)，所述供電系統(tǒng)包括電網(wǎng)(I)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(2)、用電負(fù)載(3)、第一斷路器(4)和第二斷路器(5)，電網(wǎng)(I)和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)⑵共同為用電負(fù)載⑶供電，電網(wǎng)⑴由第一斷路器⑷控制開關(guān)狀態(tài)，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(2)由第二斷路器(5)控制開關(guān)狀態(tài)， 其特征在于，所述孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置包括檢測(cè)器(6)和孤島效應(yīng)檢測(cè)單元(7)， 檢測(cè)器(6)檢測(cè)電網(wǎng)(I)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(2)和用電負(fù)載(3)三者的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，檢測(cè)器￠)的信號(hào)輸出端與孤島效應(yīng)檢測(cè)單元(7)的信號(hào)輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，其特征在于，檢測(cè)器(6)包括霍爾電壓傳感器出-1)、運(yùn)算放大電路(6-2)和AD轉(zhuǎn)換電路￠-3)，霍爾電壓傳感器(6-1)檢測(cè)電網(wǎng)(I)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(2)和用電負(fù)載(3)三者的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，霍爾電壓傳感器(6-1)的電壓信號(hào)輸出端與運(yùn)算放大電路(6-2)的輸入端相連，運(yùn)算放大電路(6-2)的輸出端與AD轉(zhuǎn)換電路(6-3)的模擬信號(hào)輸入端相連,AD轉(zhuǎn)換電路(6-3)輸出數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，其特征在于，孤島效應(yīng)檢測(cè)單元(7)采用TI公司生產(chǎn)的28335型數(shù)字信號(hào)處理器來實(shí)現(xiàn)，孤島效應(yīng)檢測(cè)單元(7)包括低通濾波電路(7-1)、四階小波濾波器(7-2)和孤島效應(yīng)判斷電路(7-3)， 檢測(cè)器(6)的AD轉(zhuǎn)換電路(6-3)的數(shù)字信號(hào)輸出端與低通濾波電路(7-1)的輸入端相連，低通濾波電路(7-1)的輸出端與四階小波濾波器(7-2)的輸入端相連，四階小波濾波器(7-2)的四階小波系數(shù)輸出端與孤島效應(yīng)判斷電路(7-3)的輸入端相連，孤島效應(yīng)判斷電路(7-3)的指令輸出端與分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(2)的開關(guān)控制端相連。
專利摘要一種孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置，屬于電力系統(tǒng)檢測(cè)領(lǐng)域，本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有檢測(cè)孤島效應(yīng)時(shí)采用主動(dòng)式檢測(cè)方法都無法避免地會(huì)向電網(wǎng)中注入諧波，破壞電網(wǎng)質(zhì)量，而采用一般的被動(dòng)式檢測(cè)方法會(huì)存在較大的不可檢測(cè)域并且檢測(cè)的時(shí)間不確定的問題。本實(shí)用新型所述基于小波分析的孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置檢測(cè)供電系統(tǒng)的孤島效應(yīng)，供電系統(tǒng)中的電網(wǎng)和分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)共同為用電負(fù)載供電，電網(wǎng)由第一斷路器控制開關(guān)狀態(tài)，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由第二斷路器控制開關(guān)狀態(tài)，孤島效應(yīng)檢測(cè)裝置包括檢測(cè)器和孤島效應(yīng)檢測(cè)單元，檢測(cè)器檢測(cè)電網(wǎng)、分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和用電負(fù)載三者的公共連接點(diǎn)的電壓信號(hào)，檢測(cè)器的信號(hào)輸出端與孤島效應(yīng)檢測(cè)單元的信號(hào)輸入端相連。
文檔編號(hào)G01R31/00GK202614881SQ201220304778
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月27日
發(fā)明者祖光鑫, 宿海濤, 張五洲, 王鵬飛, 黨文越 申請(qǐng)人:黑龍江省電力科學(xué)研究院