[发明专利]电网孤岛效应检测系统及方法

权利要求书

1.一种电网孤岛效应检测系统，包括：主电网系统，主断路器，次断路器，分布式并网发电系统、本地负载用户以及主网负载用户，其特征在于，该系统还包括：与不少于一个相量检测单元电性连接的高速通信设备，及分别与所述高速通信设备电性连接的全球定位系统和数据采集应用分析中心，所述数据采集应用分析中心包括采集模块、预处理模块、建模模块及检测模块，其中：

所述采集模块用于通过各个相量检测单元采集对应公共连接点处的相量数据；

所述预处理模块用于对上述采集的数据进行预处理；

所述建模模块用于根据上述预处理后的数据，利用主元分析方法建模；

所述检测模块用于在主元分析方法建模的基础上，对实时待检测数据进行检测，以确定是否产生孤岛效应。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的相量数据包括：电压幅值、电流幅值和电压相位角。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的公共连接点为主电网系统、分布式并网发电系统和主网负载用户的公共连接点。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述的建模模块具体用于：

c1：将上述采集的主电网系统、分布式并网发电系统和主网负载用户公共连接点处的电压幅值、电流幅值、和电压相位角的相量数据，用相量数据表示；

c2：将N个地点的PMU数据组成矩阵进行处理，得到数据矩阵X∈R^N×m：

c3：计算标准化处理后的数据矩阵X的特征值矩阵：

c4：通过对数据矩阵的方差矩阵进行奇异值分解得到：

X＝UΛ₀V^T，

其中，Λ∈R^N×N是对角矩阵，包含了所述方差矩阵的特征值，并将所述方差矩阵进行如下分解：

c5：通过主元分析方法将原始数据矩阵分解为载荷向量p_i及得分向量t_i的乘积之和再加上残余误差E：

其中，k表示选取的主元个数，用来代表数据中方差最大的主元空间；

c6：计算主元分析方法用于检测模型的两个统计指标：

T²指标：

以及Q指标：

c7：在正常数据的处理基础上计算检测控制限，由于T²统计值是符合F分布的，按照置信度α，统计控制限由下面公式计算得出：

其中，k是主元个数，m是训练数据的变量个数，F(k,m-k,α)表示当数据符合F分布时，在自由度为(m-k)，置信度为α时的概率值；

c8：计算Q值的统计控制限：

其中，θ_i表示所有剩下的特征值对应1,2,3不同次方幂的和：

h₀为中间结果变量：

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述的检测模块具体用于：

将正常运行的和含有孤岛效应事件的实时待检测数据计算新的统计指标T²和Q值，再将新的统计指标值与统计控制限进行比较，生成可视化检测图表，根据所述可视化检测图表，检测出电网的孤岛效应；

通过计算贡献率进一步确认具体发生孤岛效应的相量检测单元。

6.一种电网孤岛效应检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.通过各个相量检测单元采集对应公共连接点处的相量数据；

b.对上述采集的数据进行预处理；

c.根据上述预处理后的数据，利用主元分析方法建模；

d.在主元分析方法建模的基础上，对实时待检测数据进行检测，以确定是否产生孤岛效应。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的相量数据包括：电压幅值、电流幅值和电压相位角。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的公共连接点为主电网系统、分布式并网发电系统和主网负载用户的公共连接点。