本發(fā)明屬于光伏儲能系統(tǒng)智能電網，具體涉及基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法。

背景技術：

1、近年來，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)由于其接入電力系統(tǒng)環(huán)境污染小、系統(tǒng)靈活性高等優(yōu)勢應用越來越廣泛，但是一旦孤島運行時，將會導致電力系統(tǒng)與電氣設備受到損害，甚至威脅到工作人員的生命安全。且目前光伏系統(tǒng)孤島檢測方法容易受到高阻短路接地故障、大容量負荷投切以及雷電故障等狀態(tài)影響而發(fā)生誤判甚至難以檢測。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的是提供基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，解決了在遇到高阻短路接地故障、大容量負荷投切以及雷電故障等狀態(tài)時，現有孤島檢測方法容易失效的問題。

2、本發(fā)明所采用的技術方案是，基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，具體按照以下步驟實施：

3、步驟1、采集三相電壓，計算電壓幅值偏移率，當電壓幅值偏移率均大于設置閾值時，通過光伏并網逆變器的控制系統(tǒng)向并網點處注入無功功率，將注入無功功率的時刻定義為孤島檢測啟動時刻；

4、步驟2、設置波形采樣時間窗，獲取并網點處的視在功率波形sp，對視在功率波形sp歸一化處理得到視在功率波形sn；

5、步驟3、利用基于軟篩分停止準則的改進經驗模態(tài)分解方法對視在功率波形sn進行分解，自適應地確定每次篩分本征模態(tài)函數時的最優(yōu)篩分迭代次數，獲取不同頻率的時頻分量，以最高頻時頻分量作為特征檢測分量；

6、步驟4、對最高頻時頻分量進行峰峰值計算，利用峰峰值構建判據，根據判據對光伏系統(tǒng)孤島檢測。

7、本發(fā)明的特點還在于：

8、步驟1中計算電壓幅值偏移率的公式為：

9、

10、式中，x＝a、b、c，ux表示采集的三相電壓中的x相電壓，urx表示光伏系統(tǒng)功率輸出為0時，并網點處對應的x相電壓的幅值。

11、注入無功功率為0.01pu。

12、步驟2中歸一視在功率波形sn計算式如下：

13、

14、式中，sn表示歸一化處理后的視在功率波形，max()表示信號在規(guī)定采樣時間窗內的最大值。

15、步驟2中波形采樣時間窗的窗長為0.05秒,采樣的起始時間為(t0-0.02)秒，采樣結束時間為(t0+0.03)秒，其中，t0表示孤島檢測啟動時刻。

16、步驟4具體過程為：

17、步驟4.1、對最高頻時頻分量進行峰峰值計算，得到特征峰峰值ff，計算公式為：

18、ff＝max{fsz(t)}-min{fsz(t)}

19、式中，fsz(t)表示最高頻時頻分量，max{fsz(t)}和min{fsz(t)}為最fsz(t)的最大值和最小值；

20、步驟4.2、設置閾值α＝0.03，比較峰峰值ff和閾值α大小，構建光伏系統(tǒng)孤島檢測判據：若ff≤0.03，則判定光伏系統(tǒng)為孤島狀態(tài)；若ff>0.03，則判定光伏系統(tǒng)為非孤島狀態(tài)。

21、本發(fā)明有益效果是：

22、(1)故障信號處理方面：使用了一種基于軟篩分停止準則的改進經驗模態(tài)分解，它與傳統(tǒng)經驗模態(tài)分解之間的不同僅在于停止準則。停止準則一方面使用目標函數來描述目標信號的全局能量特性和局部脈沖特性，另外一方面使用啟發(fā)式機制自適應地選擇篩選過程的最優(yōu)迭代次數，這就使得該方法能夠消除對先驗知識的依賴，能更好地適應不同信號，達到了緩解經驗模態(tài)分解模態(tài)混疊的問題。

23、(2)孤島檢測判據方面：通過對選取的特征分量求取峰峰值，將該峰峰值與設定的閾值進行比較實現光伏系統(tǒng)孤島檢測，方便并且準確性高。同時本發(fā)明提出的方法可以精準檢測出高阻短路故障、大容量負荷投切及雷電故障等容易與孤島狀態(tài)混淆的工況，極大提高了孤島檢測的可靠性。

技術特征：

1.基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

2.根據權利要求1所述基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，其特征在于，所述計算電壓幅值偏移率的公式為：

3.根據權利要求1所述基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，其特征在于，所述注入無功功率為0.01pu。

4.根據權利要求1所述基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，其特征在于，所述步驟2中歸一視在功率波形sn計算式如下：

5.根據權利要求1所述基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，其特征在于，步驟2中所述波形采樣時間窗的窗長為0.05秒,采樣的起始時間為(t0-0.02)秒，采樣結束時間為(t0+0.03)秒，其中，t0表示孤島檢測啟動時刻。

6.根據權利要求1所述基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，其特征在于，步驟4具體過程為：

技術總結
本發(fā)明公開了基于改進經驗模態(tài)分解與峰峰值的光伏系統(tǒng)孤島檢測方法，采集并網點處的三相電壓，設置一固定閾值，當三相電壓幅值的變化率均大于該閾值時，向并網點處注入無功功率，并將注入無功功率的時刻做為孤島檢測啟動時刻，接著獲取啟動前0.02s到啟動后0.03s時間窗內并網處的歸一化視在功率波形，再利用改進經驗模態(tài)分解方法對其進行自適應分解，得到不同頻率的時頻分量，選取其中最高頻的時頻分量作為特征檢測分量；最后，計算特征檢測分量的峰峰值，以此構造孤島檢測判據，實現光伏系統(tǒng)孤島檢測，本發(fā)明中采用改進經驗模態(tài)分解方法能夠有效提取各運行狀態(tài)下的擾動特征，使用峰峰值能夠有效實現孤島狀態(tài)量化識別。

技術研發(fā)人員：王曉衛(wèi),朱呈祥,雒一哲,趙雨樂,魏春燕,王開艷,黨建
受保護的技術使用者：西安理工大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/21