基于离散小波变换的分布式发电孤岛检测方法
光伏发电分布式防孤岛保护系统分析
光伏发电分布式防孤岛保护系统分析根据光伏孤岛理论，推导出了两种孤岛检测方法，分析两种孤岛检测标准，应用于分布式光伏电站，配置相应保护功能装置，使其保障光伏电网安全稳定运行，提高光伏并网的技术。
标签：光伏发电；分布式；防孤岛保护；装置如今光伏发电站在电力系统中所占的份额越来越大，不仅有集中式大面积光伏，还有分布式小型光伏发电站。
随着科学技术的进步，发展成为分布式光伏电源给负荷供电，组成局部孤网运行。
为避免孤网产生，本文从孤岛的检测方法入手进行阐述。
以被动式检测方法与主動式检测方法的特点为主线，结合配置防孤岛保护，减少孤岛现象给电网运行带来的危害。
1、孤岛状态检测方法目前孤岛检测方法主要分为被动检测和主动检测。
1.1 被动式孤岛检测被动检测就是通过检测孤岛形成前后的频率、电压、功率输出等电气量变化，来判断是否与主电网断开。
主要包括低频低压、高频高压、频率变化率法、矢量相移法和功率波动法等。
低频低压与高频高压检测：因光伏电源并网运行，频率和电压不会有很大的波动，总能够在允许的范围之内。
1.2 主动式孤岛检测主动检测通过对系统施加一个外部干扰，然后监视系统的响应来判断是否形成孤岛，一般是通过改变光伏逆变器有功或无功输出，检测电压和频率的响应变化。
主动检测将向系统施加外部干扰，即使是功率完全平衡的孤岛，也可以通过主动干扰来破坏功率平衡，从而被可靠地检测出来。
当系统中包含多个分布式电源时，各电源主动检测装置发出的干扰信号可能互相影响，降低检测效果。
2、分布式光伏电站防孤岛保护2.1分布式光伏电站防孤岛保护配置为了保证分布式光伏电站的安全稳定运行，根据《光伏发电站设计规范》GB 50797和《光伏发电站接入电力系统设计规范》GB/T50866要求，光伏电站应配置独立的防孤岛保护，其中防孤岛保护应与线路保护、重合闸、低电压穿越能力相配合[1]。
基于上述规定，大批分布式光伏电站使用了孤岛保护装置，分布式光伏电站配置的防孤岛保护装置一般都是故障解列装置。
反孤岛效应检测
1.1 孤岛效应原理“孤岛”是指公共电网停止供电后，由于分布式发电的存在(与电网相连并输送电能)，使电网停电区的部分线路仍维持带电状态，形成自给电力供应的孤岛。
在孤岛状态下电力公司失去对线路电压、频率的控制，会带来一系列的安全隐患及事故纠纷，危害人身安全，造成设备损害。
因而，电力公司要求并网的分布式发电系统需要反孤岛检测技术及时检测出孤岛并将分布式发电装置与公共电网断离。
1.2 孤岛效应的检测我国于2005年11月发布相关国家标准，即光伏系统并网的技术要求，该标准分别从2006年1月1日和2006年2月1日起实施。
标准中对孤岛检测提出的要求包括：电网失压时，防孤岛效应保护必须在2秒内完成，将光伏系统与电网断开；应至少采用主动与被动孤岛检测方法各一种。
孤岛效应检测方法主要分为被动式和主动式两种。
被动式孤岛检测方法通过检测逆变器的输出是否偏离并网标准规定的范围(如电压、频率或相位)，判断孤岛效应是否发生。
其工作原理简单，实现容易，但在逆变器输出功率与局部负载功率平衡时无法检测出孤岛效应的发生。
主动式孤岛检测方法是指通过控制逆变器，使其输出功率、频率或相位存在一定的扰动。
电网正常工作时，由于电网的平衡作用，这些扰动检测不到。
一旦电网出现故障，逆变器输出的扰动将快速累积并超出并网标准允许的范围，从而触发孤岛效应的保护电路。
该方法检测精度高，检测盲区(Non—deteetionZone，NDZ)小，但是控制较复杂且降低了逆变器输出电能的质量。
被动方法：1、电压、频率检测光伏并网发电系统并网运行过程中，除了要防还要保证逆变器输出电压与电网同步，因此对电不断进行检测，以防止出现过压、欠压、过频或电压、频率进行检测的被动式孤岛检测方法只需进行判断，无需增加检测电路。
该方法最大的缺率与负载功率平衡时，电网断电后逆变器输出端变，从而出现孤岛检测的漏判。
2、相位检测逆变器输出电压相位检测方法原理与电压、电网出现故障时，光伏发电系统逆变器所带的负导致电网故障前后逆变器输出电压和输出电流相据相位的变化情况即可判断电网是否出现故障。
基于小波分析的电力系统异常检测方法
基于小波分析的电力系统异常检测方法引言：电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施之一，其稳定性与可靠性对保障民生和国家发展具有重要意义。
然而，由于电力系统的复杂性和多变性，异常情况的发生时有所闻。
因此，如何有效地检测和诊断电力系统的异常情况成为一个迫切需要解决的问题。
本文将介绍一种基于小波分析的电力系统异常检测方法，以提高电力系统的安全和可靠性。
一、小波分析的基本原理和特点小波分析是一种时频分析方法，通过将复杂的信号分解成时间和频率两个维度上的小波，并对其进行分析和处理。
与传统的傅里叶变换相比，小波分析具有更好的时域局部性和频域精确性，能够更好地揭示信号的瞬态特性和时频特性。
小波分析的基本步骤包括：选择合适的小波基函数，对信号进行小波变换，得到时频表示。
小波变换后的信号可以通过阈值处理、滤波等方式进行异常检测。
二、1. 数据采集与预处理首先，需要采集电力系统各个节点的相关数据，包括电流、电压、功率等参数。
这些数据可以通过传感器等设备进行实时采集。
然后，对采集得到的数据进行预处理，如去除噪声、滤波等，以提高数据的质量和准确性。
2. 小波分析与特征提取将预处理后的电力系统数据进行小波分解，得到不同尺度和频率的小波系数。
根据不同的应用需求，可以选择不同的小波基函数和分解层次。
然后，从小波系数中提取有用的特征，如能量、平均值、方差等，来描述信号的时频特性。
3. 异常检测与诊断通过设定合适的阈值或使用统计方法，对提取得到的特征进行异常检测。
当特征值超过设定的阈值或与历史数据相比发生显著变化时，即可判断为异常情况。
对于检测到的异常情况，可以进行进一步的诊断和分析，确定异常的具体原因和影响。
三、案例分析与实践应用1. 案例背景以某电力系统的实际运行数据为例，通过基于小波分析的异常检测方法进行分析，以验证该方法的有效性。
2. 实验步骤首先，对采集得到的电力系统数据进行预处理，如去除噪声、滤波等。
然后，选择适合电力系统特征的小波基函数和分解层次，进行小波分解。
使用小波变换进行目标检测与识别的方法与技巧
使用小波变换进行目标检测与识别的方法与技巧引言：目标检测与识别是计算机视觉领域的重要研究方向之一。
随着人工智能技术的不断发展，小波变换作为一种有效的信号处理方法，被广泛应用于目标检测与识别中。
本文将介绍使用小波变换进行目标检测与识别的方法与技巧。
一、小波变换简介小波变换是一种时频分析方法，它能够将信号分解为不同尺度的频率成分。
与傅里叶变换相比，小波变换具有更好的时频局部性，能够更好地捕捉信号的时域和频域特征。
因此，小波变换在目标检测与识别中具有独特的优势。
二、小波变换在目标检测中的应用1. 尺度空间分析小波变换能够将信号分解为不同尺度的频率成分，在目标检测中可以通过分析不同尺度下的信号特征来实现目标的定位与识别。
例如，可以利用小波变换将图像分解为多个尺度的频域图像，然后通过分析不同尺度下的图像特征来进行目标检测。
2. 特征提取小波变换可以将信号分解为不同频率的子带，每个子带都包含了不同频率范围内的信号特征。
在目标检测中，可以利用小波变换将图像分解为多个频域子带，然后提取每个子带的特征，用于目标的检测与识别。
常用的特征提取方法包括小波包变换、小波能量谱等。
三、小波变换在目标识别中的应用1. 模式匹配小波变换可以将信号分解为不同尺度的频率成分，每个尺度都包含了不同频率范围内的信号特征。
在目标识别中，可以利用小波变换将目标信号与模板信号进行匹配，通过计算匹配度来实现目标的识别。
常用的匹配方法包括小波相关匹配、小波距离匹配等。
2. 特征分类小波变换可以将信号分解为不同频率的子带，每个子带都包含了不同频率范围内的信号特征。
在目标识别中，可以利用小波变换将目标信号分解为多个频域子带，然后提取每个子带的特征，用于目标的分类与识别。
常用的分类方法包括小波神经网络、小波支持向量机等。
结论：小波变换作为一种有效的信号处理方法，在目标检测与识别中具有重要的应用价值。
通过尺度空间分析和特征提取，可以利用小波变换实现目标的定位与识别。
孤岛检测
自动相位偏移法
如果SMS稳定工作点的频率没有超过电网频率范 围．孤岛检测将进入盲区．为此可以在SMS基础上。 加入附加的相位偏移量。对这个稳定点进行扰动。 这就是自动相位偏移(Automatic Phase Shift， APS)．其相位偏移角为
1 f k 1 f g APS k 360 k a fg
SMS G j 0 SMS G j 0
f fg f fg
如果上述关系成立，公共点电压相位就会始终 超前(落后)于电流相位，使得频率被单向推高 (或降低)，最后超出正常范围，判别出孤岛。 同样的，滑模频率偏移法也有类似于主动移频 法的检测失败的问题，也就是只要电流起始角 与负载相位角 G j 之和为零，此时，系统达 到稳定工作点。如果此时电压频率任在电网频 率范围内，则检测失败。
由分析可知，无论是无论传统的AFD方法还是 AFDPF方法，扰动信号均按一个方向对逆变器 输出电压的频率进行扰动。当电网发生故障且 负载性质不同时，逆变器输出电压的频率变化 方向有可能与扰动信号方法相反，这会导致逆 变器输出电压频率误差积累较慢从而延长孤岛 检测时间。特殊情况下，负载对逆变器输出电 压频率的平衡作用会抵消频率扰动的作用，这 种情况下会出现孤岛效应的漏判。 为了避免为避免因负载性质造成AFD孤岛效应 检测方法效果下降。又出现一种新的周期性扰 动AFDPF孤岛效应检测方法。
位检测、频率检测三种方法，在实际 中均有一定的应用。但是由于被动式 孤岛检测方法对逆变器输出功率与负 载功率是否匹配有较高的要求，因此 存在较大的检测盲区。所以在此不做 详细的描述。
主动式孤岛检测
根据所加扰动方式的不同，主动式孤岛检测法 主要分为移频法、移相法及功率扰动法。移频 法主要有主动移频法(Active Frequency Drift， AFD)与带正反馈的主动移频法 (Active Frequency Drift with Positive Feedback．AFDPF)，通过对逆变器的输出频 率进行扰动来提高孤岛检测效果。移相法主要 有滑动相移法(Slip Mode Frequency Shift， SMS)与自动移相法(Automatic Phase Shift， APS)等，通过对逆变器的输出相位进行扰动来 提高孤岛检测效果。下面就分别介绍几种主要 的主动式孤岛检测方法。
孤岛监测与测试，有功功率扰动法和无功功率扰动法
1.IEEE Std 929-2000孤岛最大检测时间限制.IEEE标准还以性能为基础，定义了“无孤岛”逆变器：当向下列两种典型负载中的任一种供电时，能够在10个电网周期内检测出孤岛状态并停止供电的并网逆变器：a)负载有功与并网逆变器有功输出存在至少50%的差别（即有功负载小于并网逆变器输出有功的50%或大于其150%）；b)孤岛负载的功率因数小于0.95（超前或滞后）；除上述两种负载情况外，如果负载有功与并网逆变器输出有功的比值在50%到150%之间，且功率因数大于0.95，那么在孤岛负载的品质因数Qf小于或等于2.5时，具有反孤岛功能的并网逆变器也应该能在2s内检测出孤岛状态并停止向输电线路供电。
2孤岛测试电路IEEE Std 929-2000给出了一套标准的测试方法。
测试电路主要由电网，RLC负载和并网逆变器以及电网隔离开关组成。
检测点在电网隔离开关和负载开关之间，其中在选择RLC 参数时牵涉到电路品质因数Q值的选取问题，因为高Q值使电路有朝着并保持于谐振频率处工作的趋势。
在使用频率扰动反孤岛检测时,Q值越高，频率漂移的困难越大。
因此在进行反孤岛测试时，太小或太大的Q值都是不实际和不可取的。
IEEE Std 929工作组成员和十几位电网工程师经过讨论认为选取Qf=2.5符合电网的实际情况。
图2-1为基于逆变器的孤岛效应测试电路图，当电网隔离开关断开时，发电系统处于孤岛状态。
3.孤岛测试流程及方法测试流程基于如图2-1所示的测试电路，IEEE Std 929-2000中给出了对频率和电压保护功能的测试流程：（1）将并网逆变器输出连接到一个模拟的电网环境中，该电网环境可以吸收逆变器发出的能量（频率和电压限制测试中不需要逆变器处于满负荷运行状态）；（2）调整模拟电网的电压幅值和频率，验证并网逆变器正常情况下具有输出有功功率的功能；（3）升高或降低模拟电网的电压幅值，逐一验证表2-1中给出的电压波动情况下的响应时间；（4）以不超过0.5Hz∕s的速率升高或降低模拟电网的频率，验证表2-1中给出的频率波动情况下的响应时间；（5）在与模拟电网断开后，储存当前并网逆变器的输出频率和电压，验证：a.对逆变器进行手动复位不改变其与模拟电网的断开状态；b.具有自动复位功能的逆变器能保持其与模拟电网的断开状态，直到电网的频率和电压恢复正常5分钟后。
求问几种常见的孤岛检测方法
求问几种常见的孤岛检测方法
常见的孤岛检测方法有以下几种：
1. 邻接分量标记法（Connected Component Labeling）：该方法通过遍历每个像素，将连通的像素点标记为同一个标签，然后对标签进行合并和处理，识别出孤岛区域。
2. 填充法（Flood Fill）：该方法从一个起始像素点开始，通过递归或者栈的方式，将相邻的像素点标记为孤岛区域，直到不能继续填充为止。
3. 迭代法：该方法通过不断迭代，将与已知孤岛区域相连的像素点加入到孤岛区域中，直到找不到新的相连点为止。
4. 局部极大值法：该方法通过识别图像中的局部极大值点，然后沿着梯度方向进行边缘追踪，构造孤岛边界。
5. 边缘检测法：该方法通过对图像进行边缘检测，然后利用边缘的连接性，找到孤岛边界。
这些方法可以根据具体应用和需求进行选择和组合使用，以实现孤岛检测的目的。
微电网的孤岛检测与孤岛划分
微电网的孤岛检测与孤岛划分1. 本文概述随着全球能源需求的不断增长和电网结构的日益复杂，微电网作为一种新型的分布式能源系统，其发展受到了广泛关注。
微电网能够整合多种分布式能源资源，如太阳能、风能、储能设备等，以实现高效、可靠的能源供应。
微电网在运行过程中可能会遇到“孤岛”现象，即部分微电网在主电网故障或计划中断时，未能及时从主电网中脱离，形成独立运行的孤岛。
本文旨在深入探讨微电网的孤岛检测与孤岛划分问题。
本文将介绍微电网的基本概念、运行原理以及孤岛现象的定义和分类。
随后，我们将重点分析现有的孤岛检测方法，包括被动检测和主动检测两大类，并评估这些方法在实际应用中的优缺点。
进一步地，本文将探讨孤岛划分的策略和方法。
孤岛划分是指将微电网划分为若干个子系统，以优化能源管理、提高系统稳定性和效率。
我们将分析不同的孤岛划分算法，包括基于遗传算法、粒子群优化算法和人工智能方法的划分策略，并讨论这些方法在实际操作中的适用性和效果。
本文将结合案例分析，探讨孤岛检测与划分在实际微电网中的应用，以及这些技术对提高微电网运行效率和可靠性的贡献。
通过本文的研究，我们期望为微电网的孤岛检测与划分提供理论支持和实践指导，促进微电网技术的进一步发展和应用。
2. 微电网的基本原理微电网（Microgrid）是一种小型电网，它能够集成多种分布式能源资源，包括可再生能源如太阳能、风能，以及传统能源如小型燃气轮机等。
微电网的主要特点是能够在与主电网连接或孤立状态下运行，为局部区域提供稳定和高效的电力供应。
本节将详细探讨微电网的基本原理，包括其结构、运行模式及关键技术。
微电网的结构通常包括四个主要部分：分布式能源（DERs）、能量存储系统、负荷和控制系统。
分布式能源是微电网的核心，负责发电能量存储系统如电池用于平衡供需波动负荷则指微电网服务的用户和设备控制系统则负责监控和优化微电网的运行。
微电网主要有三种运行模式：并网模式、孤岛模式和混合模式。
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１和系统２下进行４ Ｓ的仿真．通过负荷调节将有功
和无功功率的缺额比△∥Ｐ、ＡＱ／ｐ控制在１％以内，
２
Ｓ时主网解列断电．由ＤＧ系统单独向负荷供电．孤岛
现象发生，通过观察可知，因为处在非检测区中不能
ＤＷＴ（ｊ，尼）：七ｆ”八ｆ）州学ｄｔ（１０）
、／２’…
、。
达到要求的检测阈值，传统的过／欠频率检测、过／欠 电压检钡ｌＪ［１２］、相位偏移检测［１３］都失效了。
２数学模型及其孤岛检测算法
２．Ｉ通用逆变器并网谐波量分析 如图２所示，以输入电压“的中点为参考点时， 第１、Ⅱ台逆变器ａ相桥臂输出电压ｕ。，和Ｍ。：的基波 分量的相位差为移相角仅的２倍，图中Ｗ，、Ｗ：表示 变压器一次侧和二次侧绕组。 ２台逆变器的变压器一、二次绕组均为△／Ｙ联 接．一次线电压分别为： “ａｌｂｌ＝∑２ｂ。ｃｏｓ［ｎ（ｔｏｔ＋ｒｒ／３＋Ｏｒ）］ｓｉｎ（一ｎｒｒ／３）（５）
容量．ＤＧ系统运行在单位功率因数下．即发出的无功 ｐ一０，所以一般将△Ｐ／Ｐ和ＡＱ／Ｐ分别作为有功和无 功的缺额百分比。
滤波器前端电压的基波及各次谐波幅值随ａ按余弦
规律变化。 设输出电压基波频率为尼，则经ＬＣ滤波器后的 空载输出电压的ｎ次谐波幅值为：
虽然ＩＥＥＥ标准认为一旦孤岛发生．应该立即断
开ＤＧ．但新标准将鼓励供电方和用户尽可能实现在 孤岛下的继续供电．而当故障消除后又自动并网运 行。所以为了使ＤＧ系统在发生孤岛后还能对本地 负荷高质量供电．可采用ＰＣＣ处电压和频率反馈控 制的方法．使得本地量的变化值尽可能小．带附加反
４．２ ２００ Ｈｚ，
一系统１．…－系统２
（Ｃ）ＰＣＣ电压相位
图４传统检测法在非检测区中的结果
Ｆｉｇ．４ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｆｏｒ ｎｏｎ．ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
ｚｏｎｅ
单ＤＧ系统离线检测分析 在系统ｌ和系统２下．采用本文提出的方法进行
离线仿真计算．有功和无功功率的缺额比控制在１％
逾０
罂
－０．４ ０ 【
…Ｔ…一’…－…一
２ ｔ／ｓ
３
４
以内．此时处于最严苛的非检测区中．以保证测试的
有效性。 在系统１下．固定的输出频率通过离散ＰＷＭ脉 冲发生器送人逆变器．逆变器载波频率为１ 电网额定电压为３８０ Ｖ。 在系统２下，采用附加控制策略，将ＰＣＣ处采 集的电信号通过电压调整器反馈人离散ＰＷＭ发生 器．经过延时后送人逆变器的输入端进行电压和频 率的反馈调节，主网断电解列时．电压、功率、谐波等 扰动量会受到一定程度的抑制．传统被动检测更加 无法检测到孤岛发生． 在２套系统下，分别作出相位、电压和频率３种 传统检测指标在孤岛发生时（２ ｓ时）的变化曲线和 新的检测方法所提取到的检测信号．以检验新方法 的有效性。 本文的扰动仿真分别为投入、切除５０％负荷，以 及５％的电压暂降扰动（通过三相可编程控件实现）， 在这３种常见扰动下观察检测信号的变动。
１孤岛检测原理分析
被动式孤岛检测主要通过主网解列断电瞬间． 测量ＤＧ系统输出的功率变化或者ＰＣＣ处的电压频 率等本地量来判断孤岛是否产生．可以分为过／欠电 压检测、过／欠频率检测、电压谐波检测、相位偏移检 测等．根据ＩＥＥＥ
Ｓｔｄ
后．孤岛应尽快与系统恢复连接并重新并网［７－８］．并通
过控制策略尽可能地减小振荡。基于通信的孤岛检 测是依靠无线电通信传输孤岛状态信号［９－１０１．其孤岛
收稿日期：２０１１—０４—２４：修回日期：２０１２—０７—２９
电网
（ａ）孤岛检测一般原理图
万方数据
电力自动化设备
第３２卷
眦围
堡一
＿． Ｌ ．｛ ●．Ｌ
～
琴Ｍ 毒工一
ｊｌｉ；－
Ａ Ｂ
一锸吁 ∞ｊ］ｈ＿亡章ｐ ¨Ｕ
图２三相逆变器示意图
Ｆｉｇ．２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｒｅｅ・ｐｈａｓｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ
以内．以保证非检测区内最严苛的孤岛检测测试。
仿真时间为８ Ｓ．图５（ａ）、（ｂ）的坐标横轴为与时间完 全对应的采样点．每点对应５×ｌＣｒ６ｓ．在２￣３ Ｓ投入５０％ 负荷．在４～５ ｓ加人电网暂降波动。６ Ｓ时解列系统． 原始电压采样信号为｜ｓ．仿真时选用ｄｂ４小波函数进 行７层分解，即Ｓ＝ａＴ＋ｄ７＋ｄ６＋ｄ５＋ｄ４＋ｄ３＋ｄ２＋ｄｌ。 从高频分量ｄ７中可知．离线检测效果已很明显
１５４７和ＵＬｌ７４１提供的可接受
的电压和频率的扰动和门限值．即８８％～１１０％额定
电压值．在孤岛发生时，ＰＣＣ处电压扰动若处于门限 内则不能检测到孤岛．反之可成功检测到孤岛。图１ 为孤岛检测一般原理图与结构图。
检测性能通常与ＤＧ的类型无关．但对于无线电和电
话不能覆盖的ＤＧ系统．此方法费用会非常高。 目前孤岛运行研究多集中在基于逆变器的ＤＧ 系统。因为随着技术的发展．柔性输电技术越来越多 地应用到电力系统，而太阳能发电、风电等新能源的 大规模并网运行是发展的趋势．它们多以逆变器作 为并网的接口．因此有必要对基于逆变器的ＤＧ系统
蓦１．０
０．８ Ｏ １
／ｕ５１・０２ｐ・ｕ・
＼Ｕ＝１．００８
ｐ．ｕ．
２ ｔ／ｓ
３
４
图３多尺度分析
Ｆｉｇ．３ Ｍｕｈｉｓｃａｌｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
０．４
一系统１．…－系统２
（ｂ）ＰＣＣ电压
３仿真实验描述
本文在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下进行验证．做 出２套仿真系统平台．即系统１与系统２，２套系统下 有功缺额比△Ｐ／Ｐ和无功缺额比△ｐ／Ｐ都控制在１％
（见图中文字标示）．且完全能够从其他扰动信号中 分辨出来．而不会误动作，只要设定一个具体的检测
阈值和需要的延时．就能够迅速检测到孤岛。
４．３
４仿真结果及分析
４．１非检测区内结果 如图４所示（图４（ｂ）中电压为标幺值），在系统
多ＤＧ系统以及各种类型负荷下的在线孤岛检
测仿真
将图１（ｂ）所示的单一分布式电源做成双分布式
摘要：在被动式孤岛检测技术的基础上．提出一种新的基于离散小波变换的孤岛检测方法。根据公共连接
点（ＰＣＣ）逆变器侧和主网侧电能质量不相等的原理．通过对ＰＣＣ处电压进行小波变换提取出孤岛发生的 特征谐波高频信号，理论上通过微观变量的提取和识别可彻底消除非检测区。在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下． 搭建３套分布式发电系统．仿真结果验证了所提方法的正确性．并表明在电网电压波动以及各类型负荷运
ｎ＝１
∞
能够反映信号的时变特性．这就使小波成为分析暂
态信号和非平稳信号的理想工具。 原始信号“ｔ）的连续小波变换（ＣＷＴ）是一种外 加信号的时序处理法．它可以被定义为外加信号与 变化的小波函数沙（ｔ）乘积在所有时间上的总和，数 学上可以表达为：
Ｍｍ＝∑２ｂ。ｃｏｓ［ｎ（ｔｏｔ＋７ｒ／３一ｄ）］ｓｉｎ（一ｎｒｔ／３）
第３２卷第１０期 ２０１２年１０月
电力自动化设备
Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｖ０１．３２ Ｎｏ．１０
Ｏｃｔ．２０１２＠
基于离散小波变换的分布式发电孤岛检测方法
贺眉眉，李华强，陈
静，魏宏芬，林茂君
（四川大学电气信息学院智能电网四川省重点实验室，９）１１成都１００６５）
Ｃ
（ｂ）孤岛检测结构图
图１孤岛检测原理图与结构图
Ｆｉｇ．１ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ
ｓｔｍｃｔｕｒｅ ｏｆ ｉｓｌａｎｄｉｎｇ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
如图１所示，理想条件下主网开关Ｓ，断开，ＤＧ和 阻性／感性／容性ｆＲＬＣ）负荷会在额定电压和频率下 响应以形成一个孤岛．在数学上负荷可以表达为：
Ｒ＝等
ｒ—
（１） ，¨ 、‘７ （３） （４）
其中，ｎ为谐波次数，ｎ－－６ｋ±１（ｋ＝１，２，３，…）；仪为移
相角。 输出滤波器的前端电压为：
ｕＡｌⅣ＝（ｕ。１ｂ１＋ｕ。２ｂ２）Ｊ７、，２／Ⅳ１＝
Ｕ２
“一２丌ｆＯ，Ｐ
产击
ｃ。揣
盟Ｎ１
ｎ量＝ｌ｛４６ｎｓｉｎ—ｎ丌）ｃｏｓ（删一∽ｔ＋手川（７）
式（７）表明．叠加后的电压波理论上只含６ｋ ｚｔ：１
其中，Ⅳ２／Ⅳ。为变压器绕组Ｗ２与Ｗ。的匝数比。 （ｋ＝３，４，５，…）次谐波，由于开关时刻求解的不准确 性，实际波形中仍然含有５、７、１１、１３次谐波。输出
其中，Ｑｆ为品质因数，对于ＲＬＣ负荷其值取２．５为宜。
在图１（ａ）所示通用系统上。本文所研究的具体 系统见图１（ｂ），用ＲＬＣ负荷模型来分析和测试孤岛， ＤＧ为恒定功率源，一般为提高功率因数、减小设备
这样选取适当的小波函数，原始信号“ｔ）被分 解为低频和高频部分．而低频部分又再次被分解为 低频和高频部分．重复进行．通过该二进离散小波变 换可以将频率轴划分为邻接的频带．实现信号的无
雹 ＼
褂
骚
ｔ／ｓ
重叠全频分解，从而表现出了“ｔ）在某一频带上的详 细时域信息，如图３所示。
１・２
一系统１．…一系统２
（ａ）ＰＣＣ电压频率
电源．并将ＲＬＣ负荷分别替换为恒定功率负荷、恒阻
万方数据
６（Ｘ
抗负荷、恒电流负荷，最后将离线采集数据后计算的仿
真模式改变为在线仿真计算模式．计算流程如图６所
６（）０ ６００ ０ ６００
气
示。仿真时间为２ ｓ，在１ ｓ时断路器断开，孤岛产生。
行、投切等扰动下．检测装置不会误动作。能够迅速检测到孤岛的发生。
关键词：分布式发电；孤岛检测；离散小波变换：被动检测：微观变量 中图分类号：ＴＭ
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文献标识码：Ａ
文章编号：１００６—６０４７（２０１２）１０—０１０３—０６
进行系统的研究。
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引言
随着技术的发展对能源的需求越来越大．分布式
被动检测是指通过对突变时刻的宏观局部变量 （电压、电流、功率、频率等）的采集来判断孤岛是否 产生．其优点是建立在系统特性的共通运行指数上． 具有技术上的中立性和通用性．实现简单可靠．其缺 陷在于如果孤岛发生时刻功率缺额较小．宏观局部 变量的变化难以达到检测阈值，也就检测不到孤岛， 此时处于非检测区内。 本文提出了一种新的被动式检测方法．通过小 波变换．对公共连接点（ＰＣＣ）的电压进行高低频逐 一分层．最终从高频分量中提取出明显的孤岛发生 特征高频信号。传统的被动式检测基于ＰＣＣ跳变 量．立足于宏观功率变量．从而存在一定程度的非检 测区，而本文方法基于ＰＣＣ电压的小波分层．立足 于微观的谐波信号．从而不管功率缺额如何变化．都 能完全克服非检测区的缺陷．顺利检测到孤岛的发生。