专利名称：一种孤岛效应检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种孤岛效应检测装置，属于电力系统检测领域。
背景技术：
当电网因突发原因而脱离时，分布式并网发电系统未能及时检测出电网的脱离而将自身切离，并继续与负载保持运行的状态，称为孤岛效应。孤岛效应具有相当大的危害性，根据IEEE的相关标准要求，分布式并网发电系统必须具有孤岛检测能力，孤岛效应的防治策略需要快速地检测出电网的脱离，以便及时地断开分布式并网系统与电网的连接， 将危害降到最低。目前，公知的孤岛效应检测方法主要分为主动式检测和被动式检测两大类。主动检测法主动地发出电压、频率、相位或功率等扰动信号扰动电网，同时检测公共连接点(PCC)的电压、频率、相位或谐波等参数，通过参数的变化来判断孤岛状况；被动式检测方法实时检测公共连接点(PCC)的电网的电压、频率、相位和谐波等参数来判断孤岛效应。但是现在常用的孤岛效应防治方法都会遇到一些的问题，根据主动式检测方法的原理，任何主动式检测方法都无法避免地会向电网中注入谐波,破坏电网质量,而一般的被动式检测方法会存在较大的不可检测域并且检测的时间不确定。
发明内容本实用新型目的是为了解决现有检测孤岛效应时采用主动式检测方法都无法避免地会向电网中注入谐波，破坏电网质量，而采用一般的被动式检测方法会存在较大的不可检测域并且检测的时间不确定的问题，提供了一种孤岛效应检测装置。本实用新型所述一种孤岛效应检测装置，该装置检测供电系统的孤岛效应，所述供电系统包括电网、分布式并网发电系统、用电负载、第一断路器和第二渐路器，电网和分布式并网发电系统共同为用电负载供电，电网由第一断路器控制开关状态，分布式并网发电系统由第二断路器控制开关状态，所述孤岛效应检测装置包括检测器和孤岛效应检测单元，检测器检测电网、分布式并网发电系统和用电负载三者的公共连接点的电压信号，检测器的信号输出端与孤岛效应检测单元的信号输入端相连。本实用新型的优点本实用新型所述的孤岛效应检测技术不会对电网产生谐波污染，可以有效地减小不可检测域并准确的检测出孤岛效应的发生，减小了被动式检测方法的不可检测域，可以检测出一般被动式检测方法所无法识别的孤岛效应，并且可以迅速地识别了孤岛效应的特征，显著地提高对孤岛效应发生的检测速度。

图I是本实用新型所述基于小波分析的孤岛效应检测装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一下面结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种孤岛效应检测装置，该装置检测供电系统的孤岛效应，所述供电系统包括电网I、分布式并网发电系统2、用电负载3、第一断路器4和第二断路器5，电网I和分布式并网发电系统2共同为用电负载3供电，电网I由第一断路器4控制开关状态，分布式并网发电系统2由第二断路器5控制开关状态，所述孤岛效应检测装置包括检测器6和孤岛效应检测单元7，检测器6检测电网I、分布式并网发电系统2和用电负载3三者的公共连接点的电压信号，检测器6的信号输出端与孤岛效应检测单元7的信号输入端相连。检测器6包括霍尔电压传感器6-1、运算放大电路6-2和AD转换电路6_3，霍尔电压传感器6-1检测电网I、分布式并网发电系统2和用电负载3三者的公共连接点的电压信号，霍尔电压传感器6-1的电压信号输出端与运算放大电路6-2的输入端相连,运算放大电路6-2的输出端与AD转换电路6-3的模拟信号输入端相连，AD转换电路6_3输出数字信号。孤岛效应检测单元7采用TI公司生产的28335型数字信号处理器来实现，孤岛效应检测单元7包括低通滤波电路7-1、四阶小波滤波器7-2和孤岛效应判断电路7-3，检测器6的AD转换电路6-3的数字信号输出端与低通滤波电路7_1的输入端相连，低通滤波电路7-1的输出端与四阶小波滤波器7-2的输入端相连，四阶小波滤波器7-2的四阶小波系数输出端与孤岛效应判断电路7-3的输入端相连，孤岛效应判断电路7-3的指令输出端与分布式并网发电系统2的开关控制端相连。孤岛效应问题可以被描述为PCC点电压幅值的升降，PCC点电压频率的增减，PCC点电压谐波的变化以及电压相位的跳变等等，这些都是用来辨认孤岛效应问题的特征。当电网脱离时，公共点PCC电压必然会带来突然的变化，这种变化会引入很多的高频分量，而由时域的分析是无法捕捉这些高频分量，傅里叶分析方法又无法满足实时的要求，因此，本方法引入小波分析通过分析PCC处电压信号来检测孤岛效应。基于小波分析的孤岛效应检测方法通过对PCC点的电压信号进行小波分析，来分辨孤岛效应。因为当电网脱离时，如果负载需要的功率与光伏发电系统所提供的不匹配，此时PCC处电压的幅值和频率将发生变化，即电路会运行于新的稳态点，在新的工作点处，光伏发电系统提供负载全部的有功功率和无功功率，这个过程中，如果不匹配度不高，一般的被动式检测算法就会失灵，因为在时域上看，电压或频率变化的不大，但是电网脱离时公共点PCC电压必然会带来突然的变化，这种变化会引入很多的高频分量，而由时域的分析是无法捕捉这些高频分量，小波分析就可以捕捉到这些信息从而辨别出孤岛效应的发生。图I是本实用新型的结构示意图，通过对PCC点的电压信号进行实时检测，然后孤岛效应检测单元对检测器传递来的电压信号进行小波分解分析，当孤岛效应发生时，小波分析得到的小波系数在我们设定的尺度下会发生巨大的变化从而分辨出孤岛效应的发生，检测出结果后本装置给分布式并网发电系统的控制部分发送信号使其停止工作。本方法和装置的小波分析采用Daub4小波进行对信号的分析，应用四阶小波分解，检测器6实时对公共连接点PCC的电压进行检测，并经过电路处理将电压信号转换成数字信号传递到孤岛效应检测单元7，数字电压信号首先经过低通滤波处理，消除噪声对信号分析的影响，然后将信号进行小波分解，在通过尺度系数选择分析模块对分解后的信号尽心分析，最后通过孤岛效应判断模块判断孤岛效应是否发生并产生判断信号。本装置的孤岛效应检测单元7由数字信号处理器系统构成，采用TI公司28335型数字信号处理器，处理器的功能主要包括四个模块低通滤波电路7-1、四阶小波滤波器7-2和孤岛效应判断电路7-3。三个模块通过软件协调集成在一块数字信号处理芯片中实现。检测部分由霍尔电压传感器6-1、运算放大电路6-2以及AD转换电路6-3组成。
权利要求1.一种孤岛效应检测装置，该装置检测供电系统的孤岛效应，所述供电系统包括电网(I)、分布式并网发电系统(2)、用电负载(3)、第一断路器(4)和第二断路器(5)，电网(I)和分布式并网发电系统⑵共同为用电负载⑶供电，电网⑴由第一断路器⑷控制开关状态，分布式并网发电系统(2)由第二断路器(5)控制开关状态， 其特征在于，所述孤岛效应检测装置包括检测器(6)和孤岛效应检测单元(7)， 检测器(6)检测电网(I)、分布式并网发电系统(2)和用电负载(3)三者的公共连接点的电压信号，检测器￠)的信号输出端与孤岛效应检测单元(7)的信号输入端相连。
2.根据权利要求I所述的一种孤岛效应检测装置，其特征在于，检测器(6)包括霍尔电压传感器出-1)、运算放大电路(6-2)和AD转换电路￠-3)，霍尔电压传感器(6-1)检测电网(I)、分布式并网发电系统(2)和用电负载(3)三者的公共连接点的电压信号，霍尔电压传感器(6-1)的电压信号输出端与运算放大电路(6-2)的输入端相连，运算放大电路(6-2)的输出端与AD转换电路(6-3)的模拟信号输入端相连,AD转换电路(6-3)输出数字信号。
3.根据权利要求2所述的一种孤岛效应检测装置，其特征在于，孤岛效应检测单元(7)采用TI公司生产的28335型数字信号处理器来实现，孤岛效应检测单元(7)包括低通滤波电路(7-1)、四阶小波滤波器(7-2)和孤岛效应判断电路(7-3)， 检测器(6)的AD转换电路(6-3)的数字信号输出端与低通滤波电路(7-1)的输入端相连，低通滤波电路(7-1)的输出端与四阶小波滤波器(7-2)的输入端相连，四阶小波滤波器(7-2)的四阶小波系数输出端与孤岛效应判断电路(7-3)的输入端相连，孤岛效应判断电路(7-3)的指令输出端与分布式并网发电系统(2)的开关控制端相连。
专利摘要一种孤岛效应检测装置，属于电力系统检测领域，本实用新型为解决现有检测孤岛效应时采用主动式检测方法都无法避免地会向电网中注入谐波，破坏电网质量，而采用一般的被动式检测方法会存在较大的不可检测域并且检测的时间不确定的问题。本实用新型所述基于小波分析的孤岛效应检测装置检测供电系统的孤岛效应，供电系统中的电网和分布式并网发电系统共同为用电负载供电，电网由第一断路器控制开关状态，分布式并网发电系统由第二断路器控制开关状态，孤岛效应检测装置包括检测器和孤岛效应检测单元，检测器检测电网、分布式并网发电系统和用电负载三者的公共连接点的电压信号，检测器的信号输出端与孤岛效应检测单元的信号输入端相连。
文档编号G01R31/00GK202614881SQ201220304778
公开日2012年12月19日 申请日期2012年6月27日 优先权日2012年6月27日
发明者祖光鑫, 宿海涛, 张五洲, 王鹏飞, 党文越 申请人:黑龙江省电力科学研究院