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专利分享|石家庄供电公开的一种微电网继电保护方法及装置(2)

北极星智能电网在线  来源:北极星智能电网在线    2019/9/17 11:28:23  我要投稿  

若否,则结束本次判定;

非计划孤岛判定模块,用于判断是否存在非计划孤岛;若是,则触发孤岛保护模块;若否,则不动作;

过流保护判定模块,用于判断是否有短路故障发生;若是,则触发过流保护模块;

若否,则触发采集模块;

孤岛保护模块,用于断开所述微电网与大电网或负荷的连接点;

过流保护模块,用于断开微电网与大电网的连接点和微电网内部电源的连接点。

进一步的,所述遗传算法实时预测模块包括遗传算法实时预测模型,构建所述遗

传算法实时预测模型具体包括下列步骤:

c1、获取公共耦合点的电流特征值作为历史数据,生成初始种群;

c2、计算种群个体的适应度值

[根据建立的微电网群优化目标函数计算每个个体对应的适应度值;等待;

c3、选择最优个体,

根据步骤c3计算出的个体适应度,选择出适应度值最高的个体进行复制;

c4、交叉

根据给定的交叉因子和交叉策略,将两个父亲一代的信息进行交叉组合,产生新的优秀个体;

c5、变异

对种群内个体进行随机变异;

c6、生成新一代种群,得到实时过流保护定值。

进一步的,所述微电网继电保护装置还包括自启动重合闸模块,用于故障消失后,自动启动重合闸;所述重合闸为三相N次重合闸装置。

相对于现有技术,本发明具有以下优势:

采用本发明的技术方案,通过设置遗传算法实时预测模型,根据微电网中历史电流数据,实时预测下一周波的电流情况,后比较预测值与实际微电网中采样数据,进而判定微电网中是否存在短路故障。首先,通过遗传算法的实时预测,很好的解决了传统过流保护单纯依靠定值设定来判断是否存在短路故障、常常导致保护失效的问题,极大提高了继电保护的灵敏度和时效;其次,可满足400V及以下的微电网孤网运行时的全面保护需要;再次,能够适应微电网在孤网和并网两种工作状态间的切换;最后,能够识别微电网的各种故障,并做出正确的响应,保障微电网安全、稳定运行。

发明专利要点简析

1 .一种微电网继电保护方法,其特征在于:包括下列步骤

a、对公共耦合点的电流波形进行采样,得到采样数据;

b、对所述采样数据进行数字滤波,得到基波的特征值和各次谐波的特征值;

c、构建遗传算法实时预测模型,得到过流保护判定阈值;

d、获取预设的孤岛判定阈值;

e、比较所述基波的特征值和所述过流保护判定阈值,判断是否有短路故障发生,若是,则执行过流保护动作;若否,则返回执行步骤a;

比较所述各次谐波的特征值和所述预设的孤岛判定阈值,判定是否存在孤岛状态;若是,则判定所述孤岛状态是否为计划孤岛;若否,则结束本次判定;

判定所述孤岛状态是否为非计划孤岛;若是,则执行孤岛保护动作;若否,则不动作。

2.根据权利要求1所述的微电网继电保护方法,其特征在于:步骤b中,所述数字滤波的方法包括下列步骤:

b1、对所述采样数据进行万能窗零点滤波算法计算,得到基波数据和各次谐波数据;

b2、对所述基波数据和所述各次谐波数据进行快速傅里叶变换算法计算,得到所述基波的特征值和所述各次谐波的特征值。

3.根据权利要求2所述的微电网继电保护方法,其特征在于:所述万能窗零点滤波算法的公式为:

QQ截图20190917100609.png

4.根据权利要求1-3中任一项所述的微电网继电保护方法,其特征在于:步骤c中,所述遗传算法实时预测模型的构建方法包括下列步骤:

c1、获取公共耦合点的电流特征值作为历史数据,生成初始种群;

c2、计算种群个体的适应度值

根据建立的微电网群优化目标函数计算每个个体对应的适应度值;等待;

c3、选择最优个体,根据步骤c2计算出的个体适应度,选择出适应度值最高的个体进行复制;

c4、交叉

根据给定的交叉因子和交叉策略,将两个父亲一代的信息进行交叉组合,产生新的优秀个体;

c5、变异

对种群内个体进行随机变异;

c6、生成新一代种群,即实时电流预测值。

5.根据权利要求4所述的微电网继电保护方法,其特征在于:步骤c还包括以下步骤:

c7、将所述实时电流预测值乘以人工设定的定值N,即设置为过流保护判定阈值。

6.根据权利要求4所述的微电网继电保护方法,其特征在于:步骤e后还包括以下步骤:

f、故障消失后,自动启动重合闸。

7 .根据权利要求6所述的微电网继电保护方法,其特征在于:所述重合闸为三相N次重合闸装置。

8.一种微电网继电保护装置,其特征在于:包括

采集模块,用于对公共耦合点的电流波形进行采样,将所得采样数据发送至数字滤波模块;

数字滤波模块,用于对所述采样数据进行数字滤波,将所得基波特征值和各次谐波的特征值发送至过流保护判定模块和孤岛判定模块;

预设的孤岛判定阈值获取模块,用于获取预设的孤岛判定阈值,将所得预设的孤岛判定阈值发送至孤岛判定模块;

遗传算法实时预测模块,用于获取实时电流预测值,将所述获取实时电流预测值发送至过流保护判定阈值获取模块;

过流保护判定阈值获取模块,用于获取过流保护判定阈值,将所得过流保护判定阈值发送至过流保护判定模块;

孤岛判定模块,用于判断是否存在孤岛运行;若是,则触发非计划孤岛判定模块;若否,则结束本次判定;

非计划孤岛判定模块,用于判断是否存在非计划孤岛;若是,则触发孤岛保护模块;若否,则不动作;

过流保护判定模块,用于判断是否有短路故障发生;若是,则触发过流保护模块;若否,则触发采集模块;

孤岛保护模块,用于断开所述微电网与大电网或负荷的连接点;

过流保护模块,用于断开微电网与大电网的连接点和微电网内部电源的连接点。

9.根据权利要求8所述的微电网继电保护装置,其特征在于:所述遗传算法实时预测模块包括遗传算法实时预测模型,构建所述遗传算法实时预测模型具体包括下列步骤:

c1、获取公共耦合点的电流特征值作为历史数据,生成初始种群;

c2、计算种群个体的适应度值

根据建立的微电网群优化目标函数计算每个个体对应的适应度值;等待;

c3、选择最优个体,

根据步骤c3计算出的个体适应度,选择出适应度值最高的个体进行复制;

c4、交叉

根据给定的交叉因子和交叉策略,将两个父亲一代的信息进行交叉组合,产生新的优秀个体;

c5、变异

对种群内个体进行随机变异;

c6、生成新一代种群,得到实时过流保护定值。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的微电网继电保护装置,其特征在于:所述微电网继电保护装置还包括自启动重合闸模块,用于故障消失后,自动启动重合闸;所述重合闸为三相N次重合闸装置。


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