微网孤岛检测方法

发布时间：2017-08-21 06:45

  本文关键词：微网孤岛检测方法

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【摘要】：随着大量化石能源的使用,排放了大量的温室气体,对地球环境与人类的生存造成了严重的影响。利用新能源进行发电是人类当今以至未来解决能源问题和环境问题的发展方向,分布式发电(Distrituted Generation,DG)技术是利用新能源的主要方式之一。把多种不同类型的分布式发电系统整合成微网,不仅能提高能源的利用效率,而且能减少分布式电源对电网的不利影响。微网运行包括并网运行和孤岛运行,其运行策略有较大区别,因此需要及时、有效的孤岛检测方法,实现对微网的优化控制。本文主要研究微网的孤岛检测方法,及时、有效地进行孤岛检测确保微网安全运行的前提,因此孤岛检测方法对微网来说是必不可少的一项关键技术。本文的研究内容包括:首先,本文总结了现主要的微网孤岛检测方法的一些性能指标,以及面临的关键技术难题。对现主要的孤岛检测方法进行分类和整理,包括基于微网逆变器端的本地法以及基于电网端的远程法,其中本地法又可分为被动法、主动法等。本文分析了所述孤岛检测方法的优劣性,描述了各个孤岛检测方法的适用性和适用范围。总结出现有一些孤岛检测方法存在的问题,即在考虑孤岛检测方法的性能的改进时,并未完全考虑所有的性能指标。由于孤岛检测的一些性能指标提升可能存在相互制约,若为了提升某个性能指标而忽视其余指标的性能下降,从整体上难以提升孤岛检测方法的有效性。其次,本文总结并提出了一套评估孤岛检测方法的指标体系,包括检测盲区(Non Detection Zone,NDZ)、检测速度、误判率、电能质量等性能指标,并考虑在多逆变器并联运行时的情形下对孤岛检测方法性能指标的影响。本文依据所提的性能指标,描述了现主要孤岛检测方法在这些性能指标上的提升。通过对现有的一些方法在如何改进性能指标上进行描述,可以看出,现有方法并没有完整地考虑各个指标。因此,提出一套完整的评估孤岛检测方法性能的指标体系对以后新孤岛方法的提出或者孤岛检测方法性能的改进有一定的指导意义。最后,本文提出一种混合式孤岛检测方法,该方法结合了决策树(Decision Tree,DT)人工智能方法和电压、频率正反馈方法。该混合法通过获取和存储目标位置预设事件的特征变量参数对决策树分类器进行训练,用于分类和判断DG是孤岛运行或非孤岛运行。电压、频率正反馈方法则依据DG运行的电压和频率与额定值之差改变DG功率输出,对DT法特征量指标产生一定扰动,特别当DG孤岛运行时可引起特征量指标发生明显变化,增加指标的灵敏度,提高孤岛检测的准确率。本文在一个包含2个DG的系统中进行仿真和测试,其结果表明本文所提混合法能够有效提高孤岛检测的准确率。特别在DG的输出功率与负载消耗功率平衡,以及分布式系统运行在不同负载条件,包括带最大、最小负荷等条件时依旧能够确保孤岛检测的准确率。
【关键词】：分布式发电 微网 孤岛检测方法 决策树 正反馈 混合法
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM732
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景和意义12-15
• 1.2 孤岛的形成15-16
• 1.2.1 非计划孤岛15-16
• 1.2.2 计划孤岛16
• 1.3 孤岛检测方法研究现状16-18
• 1.3.1 孤岛检测方法的分类16-18
• 1.3.2 孤岛检测方法的性能18
• 1.4 本文主要工作和结构18-20
• 第2章 孤岛检测方法分类20-30
• 2.1 概述20-21
• 2.2 被动法21-24
• 2.2.1 电压电流谐波检测法21
• 2.2.2 电压/频率检测法21-22
• 2.2.3 频率变化率检测法22
• 2.2.4 频率对功率偏导法22
• 2.2.5 功率变化率法22-23
• 2.2.6 相位突变检测法23
• 2.2.7 电压不平衡检测法23-24
• 2.3 主动法24-28
• 2.3.1 主动频率偏移法24-25
• 2.3.2 频率突变检测法25
• 2.3.3 正反馈的主动频率偏移法25
• 2.3.4 Sandia频率偏移法25-26
• 2.3.5 Sandia电压偏移法26
• 2.3.6 滑模频率漂移法26
• 2.3.7 功率扰动检测法26-27
• 2.3.8 负序电流注入法27
• 2.3.9 阻抗检测法27
• 2.3.10 特定频率阻抗检测法27-28
• 2.4 远程法28-29
• 2.4.1 电力线载波通讯法28
• 2.4.2 开信号传送法28
• 2.4.3 监控与数据采集28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 孤岛检测方法的性能评估30-38
• 3.1 概述30
• 3.2 孤岛检测方法的性能指标30-32
• 3.2.1 检测盲区30-31
• 3.2.2 检测时间31-32
• 3.2.3 误判率32
• 3.2.4 电能质量32
• 3.3 孤岛检测方法性能比较与提升32-37
• 3.3.1 检测盲区32-33
• 3.3.2 检测时间33
• 3.3.3 误判率33-34
• 3.3.4 电能质量34
• 3.3.5 多逆变器并联的影响34
• 3.3.6 多种孤岛检测方法结合对性能的提升34-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 基于决策树与电压、频率正反馈的混合孤岛检测方法38-52
• 4.1 概述38-39
• 4.2 决策树方法和正反馈方法的原理39-43
• 4.2.1 DT法选取的特征量指标40
• 4.2.2 基于正反馈的方法40-41
• 4.2.3 混合法的实现41-42
• 4.2.4 实现步骤42-43
• 4.3 DT与电压、频率正反馈混合法的优势43-45
• 4.4 算例分析45-51
• 4.4.1 仿真系统模型45-46
• 4.4.2 预设事件46-47
• 4.4.3 仿真结果比较47-51
• 4.5 本章小结51-52
• 结论与展望52-54
• 参考文献54-61
• 致谢61-62
• 附录A 攻读硕士学位期间取得的研究成果62

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本文编号：711433