基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力電子運用領(lǐng)域，尤其涉及一種用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的孤島檢測方法，該方法通過小波變換和模糊控制，解決了傳統(tǒng)孤島檢測方法對系統(tǒng)電能質(zhì)量影響大的問題，判斷孤島效應(yīng)時，將逆變器輸出的電壓和電流信號分離，電壓分量經(jīng)dq變換后，進行小波分析，再將信號模糊化控制，提取頻率信號，與經(jīng)dq變換的電流信號疊加后輸入到電流控制框，再進行空間矢量調(diào)制，給逆變器提供驅(qū)動信號，對系統(tǒng)形成閉環(huán)反饋控制，當斷路器斷開時公共耦合點電壓發(fā)生變化，利用小波檢測電壓和頻率變化，可以快速判斷系統(tǒng)的運行狀況，從而檢測出孤島效應(yīng)。
【專利說明】基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電子運用領(lǐng)域，涉及一種逆變器，尤其涉及一種用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，科技的進步，人類所消耗的資源越來越多，全球能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重。分布式并網(wǎng)發(fā)電將太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新能源的能量轉(zhuǎn)化為電能，并通過并網(wǎng)逆變器注入電網(wǎng)。在并網(wǎng)運行時，當電網(wǎng)因為某種原因停止向負載供電時，分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)仍繼續(xù)向電網(wǎng)供電，從而使電網(wǎng)局部負荷仍處于供電狀態(tài)，從而產(chǎn)生孤島效應(yīng)。
[0003]孤島現(xiàn)象會對電氣設(shè)備和檢修人員帶來很大的危害，因而針對并網(wǎng)系統(tǒng)，所有并網(wǎng)逆變器必須具有反孤島功能。為了快速有效的檢測出孤島，許多抗孤島方法被提出，其中主要分為被動式孤島檢測和主動式孤島檢測。被動式檢測主要是利用孤島形成瞬間分布式能源(DG)輸出的各項參數(shù)出現(xiàn)瞬間波動，通常是計算總諧波畸變率(THD)或者電壓不平衡度(VU)來檢測孤島，對于這種檢測方法，當并網(wǎng)逆變器和本地負載之間的功率匹配度較好時，主電網(wǎng)斷開后，系統(tǒng)中被測量的電氣量在一定時間內(nèi)變化較小往往不能超出檢測閾值，檢測存在較大的盲區(qū)。
[0004]主動式檢測方法，由于人為加入一個小的擾動，孤島狀態(tài)下，這些擾動會引起電壓或頻率的不穩(wěn)定，同時導(dǎo)致逆變器輸出電流波形畸變，對系統(tǒng)的電能質(zhì)量往往產(chǎn)生極大影響，使系統(tǒng)穩(wěn)定性變差。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的孤島檢測中系統(tǒng)的電能質(zhì)量受影響、系統(tǒng)穩(wěn)定性變差等問題，本發(fā)明提出一種基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，本發(fā)明檢測方法相比于傳統(tǒng)主動檢測方法，加入了小波分析以及模糊控制策略，對系統(tǒng)電能質(zhì)量影響較小，具有更加好穩(wěn)定性。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，主要包括以下步驟:
[0007](I)檢測分布式電源的電壓、頻率和電流，判斷是否符合孤島檢測條件，如果是執(zhí)行步驟(6)，如果否執(zhí)行步驟(2);
[0008](2)分布式電源經(jīng)LC濾波后，對電壓、電流信號分別進行dq變換，提取電壓分量、電流分量和電壓頻率分量；
[0009](3)利用鎖相環(huán)對dq變換后的電壓信號進行鎖相，用小波變換分析電壓信號并計算諧波電壓檢測量，判斷諧波電壓檢測量是否超出預(yù)設(shè)值，并提取電壓分量和電壓頻率分量反饋給步驟四中模糊控制環(huán)節(jié)；
[0010](4)利用模糊規(guī)則控制信號，模糊化電壓分量和電壓頻率分量輸入值后，將輸出值與步驟(2)中經(jīng)dq變換后的電流分量疊加，輸出后經(jīng)PI調(diào)節(jié)，dq反變換輸入SVPWM，再輸入逆變器形成閉環(huán)控制；
[0011](5)反饋過程中，檢測電壓和電壓頻率，判斷是否符合孤島檢測條件；
[0012](6)分布式電源為孤島狀態(tài)，檢測結(jié)束。
[0013]進一步地，上述步驟(1)、(5)中的孤島檢測符合條件為電壓頻率f〈fmin(49.5Hz)或者 f>fmax(50.5Hz)。
[0014]進一步地，上述步驟⑵中對電壓、電流信號分別進行dq變換，先將其變換到旋轉(zhuǎn)坐標系下，通過以下公式(I)實現(xiàn):
【權(quán)利要求】
1.一種基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)檢測分布式電源的電壓、頻率和電流，判斷是否符合孤島檢測條件，如果是執(zhí)行步驟(6)，如果否執(zhí)行步驟(2); (2)分布式電源經(jīng)LC濾波后，對電壓、電流信號分別進行dq變換，提取電壓分量、電流分量和電壓頻率分量； (3)利用鎖相環(huán)對dq變換后的電壓信號進行鎖相，用小波變換分析電壓信號并計算諧波電壓檢測量，判斷諧波電壓檢測量是否超出預(yù)設(shè)值，并提取電壓分量和電壓頻率分量反饋給步驟四中模糊控制環(huán)節(jié)； (4)利用模糊規(guī)則控制信號，模糊化電壓分量和電壓頻率分量輸入值后，將輸出值與步驟(2)中經(jīng)dq變換后的電流分量疊加，輸出后經(jīng)PI調(diào)節(jié)，dq反變換輸入SVPWM，再輸入逆變器形成閉環(huán)控制； (5)反饋過程中，檢測電壓和電壓頻率，判斷是否符合孤島檢測條件； (6)分布式電源為孤島狀態(tài)，檢測結(jié)束。
2.如權(quán)利要求1所述的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征在于，所述步驟(I)、(5)中的孤島檢測符合條件為電壓頻率f<fmin(49.5Hz)或者f>fmax(50.5Hz)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征在于，所述步驟(2)中對電壓、電流信號分別進行dq變換，先將其變換到旋轉(zhuǎn)坐標系下，通過以下公式(I)實現(xiàn):
4.如權(quán)利要求1所述的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征:所述步驟(3)中的小波變換分析過程包括以下步驟: a、提取電源信號的電壓分量和電壓頻率分量； b、利用小波函數(shù)計算系統(tǒng)中諧波電壓值，與設(shè)定值進行比較，判斷是否大于設(shè)定值，如果是則繼續(xù)檢測0.05秒，如果否則返回開始處； C、監(jiān)測諧波電壓值0.05秒，并繼續(xù)與設(shè)定值比較，如果大于設(shè)定值，則檢測電壓頻率是否大于50.5Hz或小于49.5Hz，如果是則返回監(jiān)測點，如果否就繼續(xù)監(jiān)測0.02秒后返回開始處。
5.如權(quán)利要求4所述的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征:所述提取諧波電壓值的小波函數(shù)為:
6.如權(quán)利要求4所述的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征:所述設(shè)定值為 10V-30V。
7.如權(quán)利要求1所述的基于小波變換的模糊控制孤島檢測方法，其特征:所述步驟(3)中，輸入值電壓頻率分量設(shè)定為f (Hz) = {Small，Medium，High}，電壓分量設(shè)定為V(V)={Low, Medium, High},輸出值為 Threshold = {Low, Medium, High},輸入、輸出都采用三角形隸屬度函數(shù)，將輸入量進行量化，并且把對應(yīng)的模糊子集分檔，采用T-S模型作為模糊規(guī)則。
【文檔編號】G01R31/00GK104007349SQ201410259559
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】鄭宏, 葉晶晶, 張云 申請人:江蘇大學(xué)
山東科威數(shù)控機床有限公司銑床官方網(wǎng)站今天是：2024-10-23切換城市[全國]-網(wǎng)站地圖
專業(yè)數(shù)控銑床產(chǎn)品供應(yīng)商
20年生產(chǎn)經(jīng)驗，實力工廠，精工品質(zhì)，質(zhì)量有保障
