本發(fā)明涉及于電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電孤島檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

隨著全球能源危機(jī)及環(huán)境問題日益惡化，世界各國(guó)都大力發(fā)展新能源發(fā)電技術(shù)，我國(guó)扶持新能源建設(shè)國(guó)家政策的力度逐步增大，光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電已初具規(guī)模。隨著太陽(yáng)能等新能源的廣泛使用，逆變型電站在電網(wǎng)輸配電中也變得越來(lái)越普遍。建設(shè)清潔、安全、自愈、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)和互動(dòng)的含分布式電源的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。孤島是指當(dāng)新能源分布式發(fā)電系統(tǒng)與電網(wǎng)脫離時(shí)，分布式電源仍然向本地負(fù)載供電的現(xiàn)象。孤島分為計(jì)劃性孤島和非計(jì)劃性孤島，計(jì)劃性孤島是指在構(gòu)建電網(wǎng)之初就已經(jīng)預(yù)料到可能發(fā)生的孤島，并且已為其配備了相應(yīng)的穩(wěn)定運(yùn)行措施，非計(jì)劃性孤島是指在電網(wǎng)構(gòu)建之初沒有預(yù)料到的孤島，并未配備任何防護(hù)措施。非計(jì)劃性孤島一旦出現(xiàn)，會(huì)造成很大的危害，為保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行、運(yùn)檢人員的安全及降低非計(jì)劃孤島對(duì)電能質(zhì)量的影響，在電力系統(tǒng)中非計(jì)劃性的孤島是不允許出現(xiàn)的。因此，dg必須具備孤島檢測(cè)的能力，要求孤島發(fā)生時(shí)，必須快速、準(zhǔn)確地切除并網(wǎng)逆變器。孤島檢測(cè)已成為目前國(guó)內(nèi)外電工研究領(lǐng)域的重要課題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電島檢測(cè)方法，能夠綜合考慮了正常并網(wǎng)運(yùn)行和孤島情況下分布電源和電網(wǎng)系統(tǒng)引起的諧波電壓偶然變化，具有檢測(cè)精準(zhǔn)度高，檢測(cè)盲區(qū)比較小的特點(diǎn)，且易于工程實(shí)現(xiàn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電島檢測(cè)方法，包括：

s101、小波s離散變換計(jì)算同步采集的分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)送出線路的三相電流的各次諧波電流，和所述分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所接母線三相電壓的各次諧波電壓及其對(duì)應(yīng)幅值和相位，；

s102、計(jì)算各次諧波功率，根據(jù)所述各次諧波功率的正負(fù)判斷正常并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)各次諧波源方向，所述諧波源方向包括正向諧波和負(fù)向諧波；

s103、根據(jù)所述正向諧波功率最大值配置為系統(tǒng)側(cè)方向特征諧波源頻次n1，根據(jù)所述負(fù)向諧波功率最小值配置為分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)方向諧波特征諧波源頻次n2；

s104、利用滑動(dòng)加窗傅里葉變換計(jì)算所述特征諧波源頻次n1和所述特征諧波源頻次n2的并網(wǎng)母線諧波電壓動(dòng)態(tài)幅值un1和un2，并計(jì)算分析時(shí)窗t前與時(shí)窗t后2個(gè)頻次諧波電壓變化量δun1(t)、δun2(t)；

s105、將所述2個(gè)頻次諧波電壓變化量δun1(t)、δun2(t)分別與所述分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)方向諧波源的電壓減小量閾值δun1max和分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)諧波的電壓增加量閾值δun2max進(jìn)行大小和正負(fù)性對(duì)比；

s106、若大小和正負(fù)均沒有超出閾值，則判定為非孤島，返回s105；若均超出閾值則判定為發(fā)生孤島并采取應(yīng)對(duì)措施；若只有單個(gè)指標(biāo)超出閾值則進(jìn)行報(bào)警，返回s105。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s101還包括：

對(duì)同步采集的電壓和電流信號(hào)x(t)進(jìn)行s離散變換：

獲取x(t)的復(fù)時(shí)頻變換結(jié)果s[m,n]；其中，m,n為s矩陣的行列號(hào)，分別對(duì)應(yīng)時(shí)域、頻域；檢測(cè)出電壓和電流信號(hào)的復(fù)雜時(shí)域、頻域參數(shù)，并取分析時(shí)窗寬度n＝128點(diǎn)；

將電壓信號(hào)的s復(fù)時(shí)頻矩陣su[m,n]和電流信號(hào)的s復(fù)時(shí)頻矩陣si[m,n]中的頻率變量設(shè)為n次諧波頻率n*n0,其中n0為基波頻率；

得到同步的n次諧波電壓瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)初相位、n次諧波電流瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)初相位：

其中m＝0,1,2,…,63。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s102所述計(jì)算諧波功率，包括：

根據(jù)動(dòng)態(tài)同步的n次諧波電壓量和電流量的瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)初相位、n次諧波電流瞬時(shí)幅度和電壓瞬時(shí)初相位得到m時(shí)刻的n次諧波實(shí)時(shí)功率：

其中

通過(guò)時(shí)間變量m的滑動(dòng)和改變頻率變量n可得到不同時(shí)刻、不同頻次的諧波功率。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s103所述判斷正常并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)各次諧波源方向，包括：

若pn[m]>0，則判定在m時(shí)刻附近n次諧波源位于分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)，為正向；如果pn[m]<0則判定n次諧波源位于分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)，為負(fù)向；改變n值得到不同次諧波源的方向。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s104所述利用滑動(dòng)加窗傅里葉變換計(jì)算所述特征諧波源頻次n1次和特n2次的并網(wǎng)母線諧波電壓動(dòng)態(tài)幅值un1和un2，包括：

δun1＝un1[m+n0]-un1[m]

δun2＝un2[m+n0]-un2[m]

其中un1[m+n0],un1[m]分別為m+n0時(shí)刻和m時(shí)刻的n1次諧波電壓有效值；

un2[m+n0],un2[m]分別為m+n0時(shí)刻和m時(shí)刻的n2次諧波電壓有效值。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s104所述滑動(dòng)加窗傅里葉變換，其特征在于，其滑動(dòng)數(shù)據(jù)窗的長(zhǎng)度為20毫秒。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s106還包括：

若δun1≥0.005u1且δun2<-0.005u1，其中，u1是基波電壓值，則判定為發(fā)生孤島，即分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)諧波源產(chǎn)生的諧波電壓增加0.5％和分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)諧波源產(chǎn)生的諧波電壓減小0.5％，則判定為發(fā)生孤島；若δun1≥0.005u1或則報(bào)警示；其它情況則判定為非孤島。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電島檢測(cè)方法，不會(huì)影響并網(wǎng)逆變器輸出電能的質(zhì)量，也不會(huì)干擾系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)，并且能在嚴(yán)重的背景諧波情況下快速有效地檢測(cè)出孤島效應(yīng)，適用于各種類型的斷路情況，具有檢測(cè)精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)；還縮小了傳統(tǒng)被動(dòng)檢測(cè)法存在的檢測(cè)盲區(qū)，檢測(cè)盲區(qū)較小的特點(diǎn)，有良好的實(shí)用性。對(duì)提高復(fù)雜配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和改善系統(tǒng)電能質(zhì)量具有重要意義。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為雙源諧波電壓突變量孤島檢測(cè)法的基本原理圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的孤島檢測(cè)系統(tǒng)的原理框圖。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。下文中將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電島檢測(cè)方法，能夠綜合考慮了正常并網(wǎng)運(yùn)行和孤島情況下分布電源和電網(wǎng)系統(tǒng)引起的諧波電壓偶然變化，具有檢測(cè)精準(zhǔn)度高，檢測(cè)盲區(qū)比較小的特點(diǎn)，且易于工程實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)原理如下：

目前，根據(jù)孤島檢測(cè)的方法不同，一般分為兩種：本地檢測(cè)法和遠(yuǎn)程檢測(cè)法。遠(yuǎn)程檢測(cè)法主要利用通信手段，檢測(cè)斷路器的開斷狀態(tài)或者在電網(wǎng)側(cè)發(fā)出載波信號(hào)，而安裝在dg側(cè)的接收器將根據(jù)這些信號(hào)的變化來(lái)確定是否發(fā)生了孤島。電力載波線通信法(plcc)利用電力載波信號(hào)的有無(wú)即可檢驗(yàn)線路的連接性，載波發(fā)送器通過(guò)電力線發(fā)送信號(hào)給接收機(jī)，接收機(jī)安裝在載波線通信系統(tǒng)的用戶側(cè)，當(dāng)plcc信號(hào)丟失，接收機(jī)命令逆變器停止運(yùn)行，或開斷逆變器和當(dāng)?shù)刎?fù)載脫離電網(wǎng)。該法在正常范圍內(nèi)沒有檢測(cè)盲區(qū)，非常有效，對(duì)dg逆變器輸出質(zhì)量和暫態(tài)沒有影響，對(duì)已存在的電網(wǎng)載波系統(tǒng)易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)本身無(wú)電網(wǎng)載波成本較高，且還可能會(huì)產(chǎn)生各種諧波分量，當(dāng)負(fù)荷諧波與電力載波信號(hào)頻帶接近時(shí)會(huì)導(dǎo)致誤檢。斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)法利用電網(wǎng)斷路器上的通信發(fā)送器，當(dāng)斷路器打開時(shí)以微波、電話線等通訊方式發(fā)送孤島信號(hào)給分布式電源。該方法能允許電網(wǎng)對(duì)分布式電源的附加控制，提升系統(tǒng)的啟動(dòng)特性，有利于黑啟動(dòng)。其缺點(diǎn)是花費(fèi)高、設(shè)計(jì)復(fù)雜，且需要許多認(rèn)證以及通信許可。而referm等提出了基于scada系統(tǒng)的孤島檢測(cè)方法，利用scada系統(tǒng)將dg與配電網(wǎng)之間連接的斷路器狀態(tài)傳輸?shù)絛g，孤島時(shí)將dg退出運(yùn)行。此方法可消除檢測(cè)盲區(qū)，但同時(shí)也需要許多通信裝置及通信許可，對(duì)于小型的系統(tǒng)不實(shí)用。本地檢測(cè)法主要有被動(dòng)檢測(cè)法和主動(dòng)檢測(cè)法這兩類。被動(dòng)檢測(cè)法又稱內(nèi)部無(wú)源法，孤島形成前后公共耦合點(diǎn)(pcc點(diǎn))的電氣量會(huì)發(fā)生變化，該方法主要就是通過(guò)觀察電網(wǎng)的電壓、頻率的變化來(lái)判斷有無(wú)孤島產(chǎn)生，主要有電壓或頻率檢測(cè)、電壓相位突變檢測(cè)、諧波檢測(cè)、功頻變化率檢測(cè)等幾種方法。當(dāng)dg供電量與孤島負(fù)載需求相差較大時(shí)，在孤島產(chǎn)生后負(fù)載的電壓及頻率會(huì)產(chǎn)生很大的變動(dòng)，此時(shí)被動(dòng)檢測(cè)法較適用。

主動(dòng)檢測(cè)法又稱內(nèi)部有源法，該方法控制向逆變器中主動(dòng)注入一個(gè)電氣量擾動(dòng)，并監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)來(lái)判斷非計(jì)劃孤島是否發(fā)生。主動(dòng)檢測(cè)法主要有幅值偏移法、頻率偏移法、相位偏移法等三種方法。主動(dòng)檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)盲區(qū)小，檢測(cè)速度快，但缺點(diǎn)也一樣明顯，就是對(duì)電能質(zhì)量有一定的影響。

被動(dòng)檢測(cè)法原理簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、成本低，但其精度對(duì)門檻值的設(shè)定密切相關(guān)，門檻值既要高于正常運(yùn)行時(shí)的值，又要小于孤島運(yùn)行時(shí)的突變值。由于分布式電源本身輸出會(huì)有波動(dòng)，電網(wǎng)的電壓幅值和頻率、諧波等特性也有一定范圍波動(dòng)的，某些負(fù)載的突然起停也會(huì)對(duì)頻率、電壓、諧波等造成影響，這都給被動(dòng)孤島檢測(cè)法帶來(lái)很多新實(shí)際問題，因此如何減小檢測(cè)盲區(qū)一直是該方法關(guān)注的主要問題。而對(duì)已有被動(dòng)孤島檢方法都沒有從分布式電源和電網(wǎng)兩側(cè)同時(shí)建立孤島形成前后公共耦合點(diǎn)的電氣量變換判據(jù)，另外方法對(duì)系統(tǒng)干擾、信號(hào)的時(shí)變性和暫態(tài)性缺少有效的處理，易引起信號(hào)的建模誤差和信號(hào)處理的算法誤差，從而導(dǎo)致相關(guān)判據(jù)參數(shù)的偏差，進(jìn)而造成判據(jù)邊界的出錯(cuò)。由于上述兩種因素在已有方法中都均未考慮，因此孤島檢測(cè)仍需要研究新的方法。本發(fā)明針對(duì)以上問題提出解決措施，為孤島檢測(cè)問題帶來(lái)新的方法，將大大拓其在分布電源及其繼電保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用。

具體在本實(shí)施例中，采用分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)(dg)與大電網(wǎng)斷開連接前后的并網(wǎng)母線電壓的諧波電壓變動(dòng)來(lái)檢測(cè)孤島的狀態(tài)。由于大電網(wǎng)系統(tǒng)中，dg因故障斷路器斷開與主電網(wǎng)連接后，系統(tǒng)中的諧波阻抗在孤島前后產(chǎn)生很大的改變，即大容量主電網(wǎng)系統(tǒng)自身的諧波阻抗一般非常小，dg系統(tǒng)跟主電網(wǎng)相比，其容量遠(yuǎn)小于主電網(wǎng)，dg的諧波阻抗遠(yuǎn)大于主電網(wǎng)的諧波阻抗，因此在同樣的諧波電流源條件下，孤島后引起諧波電壓將產(chǎn)生一個(gè)較大的增加突變量，進(jìn)而判定孤島，傳統(tǒng)諧波電壓突變量孤島判定就是基于這種原理。但是，該傳統(tǒng)孤島檢測(cè)方法具有較大的檢測(cè)死區(qū)，正常運(yùn)行的dg系統(tǒng)內(nèi)部諧波電流源波動(dòng)可能被誤判是孤島造成，進(jìn)而造成孤島保護(hù)誤動(dòng)作。另外，大電網(wǎng)側(cè)諧波源電流增加，也可能造成諧波電壓的增加突變量，造成孤島誤判。由于都沒有從分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和電網(wǎng)兩側(cè)同時(shí)建立孤島形成前后公共耦合點(diǎn)的電氣量變換判據(jù)，已有其它很多數(shù)被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法也有類似的問題，分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)本身輸出波動(dòng)、電網(wǎng)的一定范圍波動(dòng)、某些負(fù)載的突然起停等都對(duì)相關(guān)判據(jù)造成影響，這都給被動(dòng)式孤島檢測(cè)方法帶來(lái)很多新實(shí)際問題，因此如何減小檢測(cè)盲區(qū)一直是該方法關(guān)注的主要問題?；陔p源諧波電壓突變量的孤島檢測(cè)新方法采用本地電氣量信息，利用s變換同步采集計(jì)算分布并網(wǎng)發(fā)電送出線路電流及所接母線電壓的諧波信息，由諧波功率區(qū)分諧波源方向，并得到來(lái)自分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)背景諧波和分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)諧波兩個(gè)不同方向的2個(gè)主要頻次諧波，最后根據(jù)這兩個(gè)諧波電壓變化量判定是否發(fā)生孤島。雙源諧波電壓突變量孤島檢測(cè)法的基本原理如圖1所示。

并網(wǎng)時(shí)公共點(diǎn)諧波阻抗計(jì)算如下：孤島時(shí)公共點(diǎn)諧波阻抗計(jì)算如下：

zn孤島＝zln

并網(wǎng)時(shí)n1次分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)諧波電流源造成的公共點(diǎn)諧波電壓計(jì)算如下：

并網(wǎng)時(shí)n2次dg諧波電流源造成的公共點(diǎn)諧波電壓計(jì)算如下：

孤島時(shí)n1次分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)諧波電流源造成的公共點(diǎn)諧波電壓計(jì)算如下：

un1并≈0

孤島時(shí)n2次dg諧波電流源造成的公共點(diǎn)諧波電壓計(jì)算如下：

un2并＝idg-n2zn孤島＝idg-n2zln2

上述分析可知，由于大電網(wǎng)系統(tǒng)的容量很大，孤島時(shí)諧波阻抗zln一般比并網(wǎng)諧波阻抗zn并網(wǎng)大的多，所以孤島后n2次dg諧波電流源造成的公共點(diǎn)諧波電壓比并網(wǎng)時(shí)大大增加；另外，孤島后分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)諧波電流源造成的公共點(diǎn)諧波電壓將大大減小。綜上兩點(diǎn)，建立基于雙源諧波分布并網(wǎng)發(fā)電孤島檢測(cè)方法。

本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電島檢測(cè)方法，如圖2所示，包括：

s101、小波s離散變換計(jì)算同步采集的分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)送出線路的三相電流的各次諧波電流，和所述分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所接母線三相電壓的各次諧波電壓及其對(duì)應(yīng)幅值和相位。

孤島檢測(cè)中由于負(fù)荷波動(dòng)變化、系統(tǒng)擾動(dòng)等各種原因，電壓、電流信號(hào)實(shí)際上往往是由幅度和相位隨時(shí)間發(fā)生一定的動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)還存在非周期的暫態(tài)分量和各種噪聲，小波s變換能夠有效處理信號(hào)中的暫態(tài)性、時(shí)變性及噪聲，并減小信號(hào)處理誤差。

s102、計(jì)算各次諧波功率，根據(jù)所述各次諧波功率的正負(fù)判斷正常并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)各次諧波源方向，所述諧波源方向包括正向諧波和負(fù)向諧波。

s103、根據(jù)所述正向諧波功率最大值配置為分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)方向特征諧波源頻次n1，根據(jù)所述負(fù)向諧波功率最小值配置為分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)方向諧波特征諧波源頻次n2。

s104、利用滑動(dòng)加窗傅里葉變換計(jì)算所述特征諧波源頻次n1次和n2次的并網(wǎng)母線諧波電壓動(dòng)態(tài)幅值un1和un2，并計(jì)算分析時(shí)窗t前與時(shí)窗t后2個(gè)頻次諧波電壓變化量δun1(t)、δun2(t)；

s105、將所述2個(gè)頻次諧波電壓變化量δun1(t)、δun2(t)分別與所述分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)方向諧波源的電壓減小量閾值δun1max和分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)諧波的電壓增加量閾值δun2max進(jìn)行大小和正負(fù)性對(duì)比；

s106、若大小和正負(fù)均沒有超出閾值，則判定為非孤島，返回s105；若均超出閾值則判定為發(fā)生孤島并采取應(yīng)對(duì)措施；若只有單個(gè)指標(biāo)超出閾值則進(jìn)行報(bào)警，返回s105。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s101還包括：

對(duì)同步采集的電壓和電流信號(hào)x(t)進(jìn)行s離散變換：

獲取x(t)的復(fù)時(shí)頻變換結(jié)果s[m,n]；其中，m,n為s矩陣的行列號(hào)，分別對(duì)應(yīng)時(shí)域、頻域；檢測(cè)出電壓和電流信號(hào)的復(fù)雜時(shí)域、頻域參數(shù)，并取分析時(shí)窗寬度n＝128點(diǎn)；

將電壓信號(hào)的s復(fù)時(shí)頻矩陣su[m,n]和電流信號(hào)的s復(fù)時(shí)頻矩陣si[m,n]中的頻率變量設(shè)為n次諧波頻率n*n0,其中n0為基波頻率；

得到同步的n次諧波電壓瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)初相位、n次諧波電流瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)初相位：

其中m＝0,1,2,…,63。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s102所述計(jì)算諧波功率，包括：

根據(jù)動(dòng)態(tài)同步的n次諧波電壓量和電流量的瞬時(shí)幅度和瞬時(shí)初相位、n次諧波電流瞬時(shí)幅度和電壓瞬時(shí)初相位得到m時(shí)刻的n次諧波實(shí)時(shí)功率：

其中

通過(guò)時(shí)間變量m的滑動(dòng)和改變頻率變量n可得到不同時(shí)刻、不同頻次的諧波功率。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s103所述判斷正常并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)各次諧波源方向，包括：

若pn[m]>0，則判定在m時(shí)刻附近n次諧波源位于分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)，為正向；如果pn[m]<0則判定n次諧波源位于分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)，為負(fù)向；改變n值得到不同次諧波源的方向。

具體地，代表性雙向諧波源的頻次選擇是由分布并網(wǎng)發(fā)電送出線路諧波功率pn[m]的正、負(fù)最大值來(lái)確定，最大正諧波功率及頻率為分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)諧波源，最小負(fù)諧波功率及頻率為分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)諧波源，步驟如下:

1)取初始諧波次數(shù)n＝2；

2)時(shí)間變量m取正常并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)段m0，pn∑＝0；

3)pn∑＝pn∑+pn[m]，m＝m+1；

4)若m<m0+5t0(t0為基波周期)則返回步驟3)，否則進(jìn)入下一步

5)計(jì)算得到n次諧波平均功率pn∑＝pn∑/5n0；

6)n＝n+1；

7)若n<31，則返回步驟2)，否則進(jìn)入下一步；

8)在n＝2～31之間，分別找出pn∑(n)的正、負(fù)最大值pmax+,pmax-及其對(duì)應(yīng)的頻次n1,n2；

9)選擇設(shè)置n1為分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)的特征諧波源頻次，設(shè)置n2為分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)的主要特征諧波源頻次。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s104所述利用滑動(dòng)加窗傅里葉變換計(jì)算特征諧波源頻次n1次和n2次的并網(wǎng)母線諧波電壓動(dòng)態(tài)幅值un1和un2，包括：

δun1＝un1[m+n0]-un1[m]

δun2＝un2[m+n0]-un2[m]

其中un1[m+n0],un1[m]分別為m+n0時(shí)刻和m時(shí)刻的n1次諧波電壓有效值；un2[m+n0],un2[m]分別為m+n0時(shí)刻和m時(shí)刻的n2次諧波電壓有效值。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s104所述滑動(dòng)加窗傅里葉變換，其特征在于，其滑動(dòng)數(shù)據(jù)窗的長(zhǎng)度為20毫秒。

作為一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，s106還包括：

若δun1≥0.005u1且δun2<-0.005u1，其中，u1是基波電壓值，則判定為發(fā)生孤島，即分布并網(wǎng)發(fā)電側(cè)諧波源產(chǎn)生的諧波電壓增加0.5％和分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)諧波源產(chǎn)生的諧波電壓減小0.5％，則判定為發(fā)生孤島；若δun1≥0.005u1或則報(bào)警示；其它情況則判定為非孤島。

根據(jù)圖3分布發(fā)電系統(tǒng)圖，在matlab/simulnk中搭建本發(fā)明實(shí)施例的仿真。5次為分布發(fā)電側(cè)主要諧波源，11次為分布并網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)的主要背景諧波。孤島檢測(cè)仿真結(jié)果如下表：

表1孤島前后的諧波電壓檢測(cè)結(jié)果

matlab仿真結(jié)果證明了本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)分布并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)提出的孤島檢測(cè)新方法的正確性，可以在保證高檢測(cè)效率的前提下，縮小甚至消除了檢測(cè)盲區(qū)，并確保了較高的電能質(zhì)量。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于雙源諧波電壓突變量的分布并網(wǎng)發(fā)電島檢測(cè)方法，不會(huì)影響并網(wǎng)逆變器輸出電能的質(zhì)量，也不會(huì)干擾系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)，并且能在嚴(yán)重的背景諧波情況下快速有效地檢測(cè)出孤島效應(yīng)，適用于各種類型的斷路情況，具有檢測(cè)精準(zhǔn)度高的特點(diǎn)；還縮小了傳統(tǒng)被動(dòng)檢測(cè)法存在的檢測(cè)盲區(qū)，檢測(cè)盲區(qū)較小的特點(diǎn)，有良好的實(shí)用性。對(duì)提高復(fù)雜配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和改善系統(tǒng)電能質(zhì)量具有重要意義。

本說(shuō)明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于設(shè)備實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述得比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說(shuō)明即可。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。