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专利号: 2022100189889
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.应用于直流微电网的两级孤岛检测方法,其特征在于,具体按照以下步骤进行:步骤1、分析直流微电网发生孤岛后PCC电压变化情况,依据不同功率不匹配条件下的电压变化率进行疑似孤岛阈值设定;

步骤2、利用小波分析区分电机启动、极间高阻故障与大负荷切换的孤岛检测干扰因素;

步骤3、触发主动检测部分,通过DC/DC变换器向直流微电网注入扰动。

2.根据权利要求1所述的应用于直流微电网的两级孤岛检测方法,其特征在于,所述步骤1中,具体为:

步骤1.1、直流微电网并网运行模式下,建立负载消耗功率关系式,如式(1)所示;

式(1)中,PL为负载消耗功率,PG为电网端输出功率,PDG为分布式电源输出功率,UPCC为PCC点电压,RL为负载等效电阻;

步骤1.2、直流微电网离网运行模式下,本地负载所需功率将全部由分布式电源提供,此时PCC电压因为功率的重新平衡而发生改变,可得分布式电源输出功率关系式,如式(2)所示;

式(2)中,U′PCC为孤岛发生后PCC点的电压,ΔU为电压变化量;

步骤1.3、联立式(1)及式(2)消除PDG,得到直流微电网孤岛发生前后PCC点电压变化ΔU的关系式,如式(3)所示;

步骤1.4、由式(3)分析可得,若变化后的PCC电压U′PCC触发过/欠电压阈值,即:U'PCC<

0.8UN或U'PCC>1.05UN时,则直接判断为孤岛发生;UN为直流母线的额定电压;

步骤1.5、检测PCC点电压并计算电压变化率VCR,如式(4)所示:将式(2)、(3)代入式(4)得到式(5);

步骤1.6、选择功率不匹配 的条件,根据式(5)得出相应的电压变化率VCR,据此确定最小阈值为9.9%,当VCR超过设定的最小阈值时,判断为疑似孤岛1发生。

3.根据权利要求2所述的应用于直流微电网的两级孤岛检测方法,其特征在于,所述步骤2中,具体为:

步骤2.1、小波变换的基函数为ψ(x),如式(6)所示;

式(6)中,a为尺度伸缩值,b为时间平移值;

步骤2.2、小波变换系数为WTf(a,b),如式(7)所示;

步骤2.3、使用Haar作为小波函数对PCC电压进行5层分解,当第四层高频系数d4超过设定阈值时判断为非孤岛事件,低于设定阈值时判断为疑似孤岛2,触发主动检测部分。

4.根据权利要求3所述的应用于直流微电网的两级孤岛检测方法,其特征在于,所述步骤3中,具体为:

步骤3.1、在疑似孤岛2发生后,利用光伏发电的MPPT控制,向UPV的参考值Upvref中注入正弦半波扰动Udis,经过DC/DC变换器的调节,使得UPV和光伏系统的输出功率发生周期性正弦半波波动,进而导致PCC电压也呈现周期性正弦半波波动;

步骤3.2、依据PCC电压波动情况来判断孤岛是否发生,若PCC电压呈现周期为Td的正弦半波波动,则判断系统处于孤岛运行模式;若PCC电压没有明显波动或波动周期不为Td,则判断系统处于并网运行模式。