本發(fā)明涉及基于電力無線專網(wǎng)的孤島檢測方法，屬于分布式新能源發(fā)電并網(wǎng)的防孤島保護(hù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

為應(yīng)對全球環(huán)境和能源的雙重壓力，世界各國在積極調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，分布式光伏電站作為一種可再生清潔能源發(fā)電形式，近年來得到了快速發(fā)展。

孤島問題一直是分布式電源并網(wǎng)運行中的研究焦點，孤島運行可分為計劃孤島和非計劃孤島，非計劃孤島的運行狀態(tài)是偶然的，范圍是不確定的，孤島運行一定時間會對電網(wǎng)系統(tǒng)、分布式電源及其電力設(shè)備造成損害。當(dāng)dg處于孤島運行狀態(tài)時，會因dg容量與所帶負(fù)荷不匹配而造成逆變器端電壓、頻率等電氣量發(fā)生波動。隨著并網(wǎng)電源和發(fā)電容量的不斷增加，此類問題會更加凸顯。

孤島狀態(tài)的檢測是整個孤島問題研究的基礎(chǔ)。目前常用的孤島檢測方法從安裝位置可分為電網(wǎng)側(cè)(又稱遠(yuǎn)程法)、逆變器端及并網(wǎng)點三種。按具體方法類別又分為被動法、主動法和混合法三大類。被動檢測法原理較為簡單、無需添加額外設(shè)備，且對電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性沒有影響，但存在較大的檢測盲區(qū)，且檢測用時過長。主動式檢測法是通過給系統(tǒng)注入擾動信號來檢測孤島，往往會對電能質(zhì)量產(chǎn)生影響，或多個擾動信號源相互干擾造成誤判或檢測不出孤島狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種基于電力無線專網(wǎng)的孤島檢測方法及檢測系統(tǒng)，能有效判斷孤島狀態(tài)，并在孤島發(fā)生時有效發(fā)出告警。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于電力無線專網(wǎng)的孤島檢測方法,包括以下步驟：

1)節(jié)點配置初始化，將無線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的通信節(jié)點分層分級，每個節(jié)點都配有唯一的通信地址，并同時設(shè)置一份下一級節(jié)點通信地址表，并同時設(shè)置一份下一級節(jié)點通信地址表；

2)當(dāng)發(fā)生開關(guān)節(jié)點物理位置的增加或減少時，重新進(jìn)行節(jié)點配置初始化，更新通信地址表；

3)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R別；

4)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔l(fā)布；

5)孤島狀態(tài)邏輯判斷，通信拓?fù)涑跏蓟骴g端得到2組影響其孤島狀態(tài)的通信拓?fù)淠Ｐ?；通過消息訂閱獲得節(jié)點的開關(guān)狀態(tài)信號，判斷dg的孤島狀態(tài)；

6)若處于孤島狀態(tài)則結(jié)束，若不處于孤島狀態(tài)，則返回1)

所述5)中，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑跏蓟R別得到dl斷開或dl閉合兩種模型狀態(tài)，孤島狀態(tài)邏輯判斷通過兩組影響其孤島狀態(tài)的通信拓?fù)淠Ｐ头治?，判斷dg的孤島狀態(tài)，開關(guān)閉合為1,；開關(guān)斷開為0，則：

x1＝s1∩k1∩k2∩k3∩k4

x2＝s1∩k5∩k6∩dl∩k3∩k4

y＝x1∩x2

當(dāng)y＝1時則判定孤島未發(fā)生，當(dāng)y＝0時則判定孤島發(fā)生。

所述1)中，對開關(guān)節(jié)點進(jìn)行分級定義，若線路中存在分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等設(shè)備，其開關(guān)狀態(tài)能造成配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化，則將此類節(jié)點級別設(shè)置高于同層相鄰線路節(jié)點。

所述4)中，信息發(fā)布傳輸機制采用心跳報文模式將節(jié)點開關(guān)狀態(tài)實時發(fā)送給訂閱者。

所述1)中，變電站端具有發(fā)起拓?fù)涑跏蓟顧?quán)限，斷路器及開關(guān)刀閘依次將通信地址累進(jìn)傳送至dg端，完成通信拓?fù)涑跏蓟?，此時，dg端并網(wǎng)通信裝置得到一組通信拓?fù)涔?jié)點地址。

一種使用所述孤島檢測方法的電力無線專網(wǎng)：構(gòu)建覆蓋分布式光伏電站所屬的配電網(wǎng)線路區(qū)域的電力無線專網(wǎng)，在配電網(wǎng)線路中的關(guān)聯(lián)開關(guān)節(jié)點上安裝電力開關(guān)狀態(tài)采集器，每個所述電力開關(guān)狀態(tài)采集器通過通信模塊與dg端無線通訊。

所述電力無線專網(wǎng)包括電力無線專網(wǎng)下35kv變電站s1節(jié)點、斷路器及開關(guān)刀閘、分段開關(guān)和分布式光伏電站。

所述電力無線專網(wǎng)工作頻段為230mhz、1.8ghz。

本發(fā)明的優(yōu)點在于基于td-lte電力無線專網(wǎng)的孤島檢測方法，能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化的線路結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的主動式檢測法相比，對電網(wǎng)電能質(zhì)量不產(chǎn)生任何影響；與被動式檢測法相比，本發(fā)明使用無線方式采集節(jié)點狀態(tài)，不存在檢測盲區(qū)問題，判斷快速、可靠性高。

附圖說明

下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明：

圖1為本發(fā)明線路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為開關(guān)單節(jié)點示意圖；

圖3為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑跏蓟鞒虉D；

圖4為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ蛨D；

圖5為孤島檢測方法流程示意圖；

圖6為故障未發(fā)生時線路狀態(tài)圖；

圖7為發(fā)生故障后線路狀態(tài)圖。

具體實施方式

構(gòu)建基于td-lte技術(shù)的電力無線專網(wǎng)，覆蓋分布式光伏電站所屬的配電網(wǎng)線路區(qū)域，td-lte電力無線專網(wǎng)通信頻段選擇230mhz或1.8ghz。

在配電網(wǎng)線路中的關(guān)聯(lián)開關(guān)節(jié)點上安裝電力開關(guān)狀態(tài)采集器，通過td-lte通信模塊與dg端無線通訊。

圖1為本發(fā)明一實施例的線路結(jié)構(gòu)圖，包括電力無線專網(wǎng)下35kv變電站s1節(jié)點、斷路器及開關(guān)刀閘(k1～k6節(jié)點)、分段開關(guān)(節(jié)點dl)和分布式光伏電站(dg)。

節(jié)點配置初始化，將無線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的通信節(jié)點分層分級，每個節(jié)點都配有唯一的通信地址，并同時設(shè)置一份下一級節(jié)點通信地址表。圖2為單節(jié)點示意圖，節(jié)點k1通過檢索地址表可以與直屬下級節(jié)點k2～kn進(jìn)行無線通信。

當(dāng)發(fā)生開關(guān)節(jié)點物理位置的增加或減少時，需要重新進(jìn)行節(jié)點配置初始化，更新通信地址表。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥R別，以圖1左側(cè)線路為例，圖3為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑跏蓟鞒虉D，變電站端(s1)具有發(fā)起拓?fù)涑跏蓟顧?quán)限，k1～k4依次將通信地址累進(jìn)傳送至dg端，完成通信拓?fù)涑跏蓟?。此時，dg端并網(wǎng)通信裝置得到一組通信拓?fù)涔?jié)點地址s1、k1～k4。

圖4為拓?fù)淠Ｐ蛨D，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑跏蓟R別，當(dāng)dl斷開時得到模型一，當(dāng)左側(cè)線路發(fā)送故障dl閉合時得到模型二。

信息訂閱及發(fā)布，dg端并網(wǎng)通信裝置與模型中所有拓?fù)涔?jié)點的通信方式采用發(fā)布者/訂閱者機制，dg端(訂閱者)根據(jù)得到的通信拓?fù)涞刂废蛳嚓P(guān)通信節(jié)點(分布者)發(fā)送訂閱申請。

孤島狀態(tài)邏輯判斷，通信拓?fù)涑跏蓟骴g端得到2組影響其孤島狀態(tài)的通信拓?fù)淠Ｐ?；通過消息訂閱，dg實時接接收來自2組模型中節(jié)點的開關(guān)狀態(tài)信號，并對信號數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，判斷dg的孤島狀態(tài)。開關(guān)閉合為1,；開關(guān)斷開為0。

x1＝s1∩k1∩k2∩k3∩k4

x2＝s1∩k5∩k6∩dl∩k3∩k4

y＝x1∩x2

當(dāng)y＝1時則判定孤島未發(fā)生，當(dāng)y＝0時則判定孤島發(fā)生。

td-lte電力無線專網(wǎng)工作頻段為230mhz、1.8ghz。

對開關(guān)節(jié)點進(jìn)行分級定義，若線路中存在分段開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)等設(shè)備，其開關(guān)狀態(tài)能造成配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)動態(tài)變化，則將此類節(jié)點級別設(shè)置高于同層相鄰線路節(jié)點。

消息訂閱報文傳輸機制采用心跳報文模式將節(jié)點開關(guān)狀態(tài)實時發(fā)送給訂閱者(dg端)。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。