基于HHT与BP网络的孤岛检测技术.pdf

第３９卷第１７期２０１１年９月１日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｖ０ｌ－３９ＮＯ．１７Ｓｅｐｔ．１，２０１１基于ＨＨＴ与ＢＰ网络的孤岛检测技术党震宇，刘智铭，张晓宇，闫娟３，刘冰（１．中国煤炭科工集团沈阳设计研究院，辽宁沈阳１１００１５；２．东北电力大学自动化工程学院吉林吉林１３２０１２；３．江西鹰潭供电公司，江西鹰潭３３５００１）摘要：针对传统被动式孤岛检测方法盲区较大的缺点，提出了一种新的被动式孤岛检测方法。该方法采用希尔伯特一黄变换（ＨＨＴ）检测公共耦合点（Ｐｏｉｎｔｏｆｃｏｍｍｏｎｃｏｕｐ１ｉｎｇ，ＰＣＣ）处电压（ＣＣ）波形的频谱特征和奇异点出现的时刻，当奇异点出现后，经一个延迟再启动ＢＰ网络，ＢＰ网络通过识别当前ＣＣ频谱所属类别的方式来判断是否出现孤岛现象。在考虑负荷变动、电网电压波动等多种扰动对孤岛检测的影响的基础上做了仿真实验。结果表明：该方法的检测盲区很小，且检测时间符合ＩＥＥＥｓｔｄ．２０００－９２９标准的规定值，具有很高的准确性和可靠性。关键词：分布式发电系统；孤岛检测；ＨＨＴ；ＢＰ网络；模式识别；奇异点检测ＩｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＨｉｌｂｅｒｔ－ＨｕａｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍａｎｄＢＰｎｅｔｗｏｒｋＤＡＮＧＺｈｅｎ．ｙｕｌ，—ＬＩＵＺｈｉｍｉｎｇ２，ＺＨＡＮＧＸｉａｏｙｕ３，ＹＡＮＪｕａｎ３，ＬＩＵＢｉｎｇ２（１．ＳｈｅｎｙａｎｇＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣｈｉｎａＣｏａｌＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐ，Ｓｈｅｎｙａｎｇｌ１００１５，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＤｉａｎｌｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｌｉｎ１３２０１２，Ｃｈｉｎａ；３．ＹｉｎｇｔａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｙｉｎｇｔａｎ３３５００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｐａｓｓｉｖｅｉｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｈａｓａｌａｒｇｅｂｌｉｎｄａｒｅａ，ｔｈｕｓａｎｅｗｐａｓｓｉｖｅｉｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓ—ｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｕｓｅｓｔｈｅＨｉｌｂｅｒｔＨｕａｎｇＴｒａｎｓｆｏｒｍ（ＨＨＴ）ｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｏｌｔａｇｅ（Ｖｐｃｃ）ｗａｖｅｆｏｒｍａｔｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｃｏｍｍｏｎｃｏｕｐｌｉｎｇ（ＰＣＣ）ａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｗｈｅｎｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙＯｃｃｕｒｓ．Ｗｈｅｎｔｈｅｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙａｐｐｅａｒｓ，ｔｈｅＢＰｎｅｔｗｏｒｋｉｓｓｔａｒｔｅｄａｆｔｅｒａｄｅｌａｙ，ｗｈｉｃｈｂｙｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒｕｍｃａｔｅｇｏｒｙｏｆｃｃｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｒｅｉｓａｎｉｓｌａｎｄｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ．Ｉｎｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｌｏａｄｃｈａｎｇｅｓ，ｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓａｎｄｏｔｈｅｒｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｓｏｎｔｈｅｉｓｌａｎｄｔｅｓｔｉｎｇ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｓｍａｌｌｂｌｉｎｄａｒｅａ，ａｎｄｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｉｍｅｍｅｅｔｓ—ｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｅｄｖａｌｕｅｏｆＩＥＥＥＳｔｄ．２０００９２９ｓｔａｎｄａｒｄｓ，ｗｉｔｈｈｉｇｈａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｉｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ＨＨＴ；ＢＰｎｅｔｗｏｒｋ；ｐａｔｔｅｒｎｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ中图分类号：ＴＭ７６２文献标识码：Ａ—文章编号：１６７４．３４１５（２０１１）１７０１０３．０６０引言作为集中式发电的补充，分布式发电（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ＤＧ）具有低碳、环保，经济高效的优点。特别是近年来，在我国新能源战略等相关政策的扶植与鼓励下，以风电，太阳能光伏发电为代表的ＤＧ得到了长足发展。但由于分布式发电系统与电网并网运行，将使分布式发电系统本身以及电网的结构和运行方式都发生重大变化ＩＪＪ。因此，人们在分享ＤＧ带来利益的同时，也面临着巨大的技术挑战。目前，分布式发电技术所面临的一个重要问题就是如何快速有效地进行孤岛“”检测。所谓孤岛，是指当电网供电因故障事故或停电维修而断开时，用户端的分布式发电系统未能即时检测出其已与电网脱离而将其切离市电网络，形成由分布式发电系统和周围的负荷组成的一个自给供电的孤立系统Ｌ３Ｊ。因系统维护或故障所引起的断路器跳闸等情况“”而形成的孤岛则不具有电网友好型（ＧｒｉｄＵｎｆｒｉｅｎｄｌｙ）特征，会对电力设备及运行人员的人身安全造成危害，并且影响供电系统的稳定性。因此，分布式发电系统必须具有快速、可靠的反孤岛检测功能。国内外专家学者提出的孤岛检测方法分为主动式检测和被动式检测两类【４Ｊ。主动式检测方法是通过在外加一个小的扰动的方式来检测孤岛是否存．．１０４．．电力系统保护与控制在，其优点是无检测盲区，但由于其输出谐波较大，且控制算法较复杂，实际应用中难以实现；被动式检测方法是指通过直接测量分布式发电系统逆变器的输出功率的变化或ＰＣＣ处电压或频率的变化来判断是否存在孤岛ｒ７Ｊ，其优点是检测方法易于实现，缺点是存在较大的盲区。本文针对传统被动式检测方法的不足，提出了一种改进的被动式孤岛检测方法。１检测原理分析分布式发电系统的结构图如图１所示。Ｆ培・ＩＣｌｘａｒｔｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ断路器闭合，分布式电源并网运行，此时』尸０＝尸Ｌ尸（１）【Ｑ。＝ＱＬ＋ＡＱｊ３（２）ｌＱＬ＝３［（础）一一式中：Ｐ０、Ｑｏ为逆变器输出有功和无功；ＰＬ、ＱＬ为本地负荷吸收的有功和无功；ＡＰ、ＡＱ为电网向本地负荷输送有功和无功；。为ＰＣＣ处的相电压。△△断路器断开，孤岛产生，尸、Ｑ为零。此时：△＝（一）（３）△△【（ｃ＋ｃｚ】一一（ｃ＋ｃ＝ｆａＱ＋（Ｐ＋ＡＰ）Ｒ［（ｅａＣ）～一ｏ）Ｃ］１／（ＰＲ）（４）｛－ｅｏ（５）｛ｇ删＝一…根据式（３）～（５）可以看出，孤岛产生的一≠≠个重要特征就是、ＱｆＪＱ。，即逆变器输出功率与本地负荷需求功率不匹配（出现、），和会发生突变，且不匹配功率越大，电压、频率突变的程度也就越大。根据专用标准ＩＥＥＥＳｔｄ．９２９．２０００［的规定。如表１所示。表１对孤岛效应最大检测时间的限制Ｔａｂ．１Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｉｍｅｏｆｉｓｌａｎｄｉｎｇ其中指电网额定电压值，ｃｃ指电网基波频率的额定值。在Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｇ四种状态下，由于本地负荷与分布式电源之间存在着较大的不匹配△功率，断电后会产生很大的。。和，采用传统被动式检测方法即可检测出孤岛。但对于Ｂ、Ｃ、Ｄ三种状态，根据公式（３）～（５）求得Ｐｕ的取值范围在３一０．３７之间，突变的程度较小，△产生的。。亦不大。此时，传统被动式检测方法就不再使用了。一方面由于不匹配功率较小，使对△。。的检测变得极为困难，特别是在Ｐｕｎ＝０附近时，≈还会因Ａ。０，而使检测出现盲区；另一方面，当电网侧或负荷侧出现扰动时（负荷波动、电网电压波动、电网侧网络结构发生变化等）所引起的电“△”压波动、电压闪变Ｊ，也会在ＰＣＣ处产生。。严重影响检测的准确性。通过对。较小的情况下，分布式电源由并网运行状态过渡到孤岛状态过程中。。信号的研究发现：断路器断开前分布式电源并网运行，电网侧等效阻抗很低，能够使。。的谐波畸变率（ＴＨＤ）保持在一个很低范围内；断路器断开后孤岛产生，孤岛系统中只有本地负荷，低阻抗的配电网被断开，分布式电源的输出端的阻抗增大。分布式电源输出的含有谐波成分的电流通过孤岛中的非线性负荷‰时，其电压响应将出现高度失真使的ＴＨＤ增强。虽然基波的突变水平很低，但由于断路器断开前后。的ＴＨＤ的变化，能够在某些高次谐波的频谱中检测出奇异点，而且即使在Ｐｌｕｎ为零的情况‰下，奇异点也存在。因此，检测出信号中高次谐波的奇异点，对准确发现孤岛具有很大价值；断路器断开前后。的频谱特征也是检测孤岛的重要——依据将。。的频谱作为ＢＰ网络模式识别的特党震宇，等基于ＨＨＴ与ＢＰ网络的孤岛检测技术．１０５．征空间，ＢＰ网络通过识别不同运行方式下，。频谱所属于的类别的方式来判断是否出现孤岛。基于ＨＨＴ与ＢＰ网络的孤岛检测流程见图２。△在Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｇ四种状态下，判断和。中有一个超过表１规定阈值时，即可判定孤岛产生。在Ｂ、ｃ、Ｄ三种状态下，为避免电网侧或负荷侧出现扰动的情况对检测结果的影响，可将奇异点检测与模式识别两种方法相结合。奇异点检测的结果作为模式识别系统的启动条件，当检测出奇异点时，经一个延时１２０ｍｓ，再启动ＢＰ网络对。。频谱类别进行判别，以保证识别的准确性。图２检测流程图Ｆｉｇ．２Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎ２基于ＨＨＴ与ＢＰ网络的孤岛检测算法２．１基于ＨＨＴ的谐波检测算法１９９６年，美籍华人ＮｏｒｄｅｎＥ．Ｈｕａｎｇ等人在对瞬时频率的概念进行深入研究后，创立了希尔伯特一黄变换（ＨＨＴ）的新方法。该方法由经验模态分解法（ＥｍｐｉｒｉｃａｌＭｏｄｅＤｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ＥＭＤ）及Ｈｉｌｂｅｒｔ变换两部分组成，它摆脱了许多传统信号分析方法…的不足ｌＪ，适用于非线性非平稳信号的分析。但ＮｏｒｄｅｎＥ．Ｈｕａｎｇ在文献［１１］中也指出，由于组合分量的频率太接近而不能用ＥＭＤ方法筛分。ＥＭＤ方法在筛分容易发生混淆的组合信号时有其局限性。这些信号主要包括以下两种情况：（１）包含频率很近的分量；（２）包含的两个分量频率虽不是很邻近，但是其中一个分量的能量远远超过另一个分量【他］。由于电力系统电压、电流信号中基波能量很大，其他各次谐波能量相对较低，直接使用ＥＭＤ方法对谐波信号进行筛分势必造成模态混淆现象。为避免模态混淆，本文采用ＹａｎｇＪＮ等提出的基于傅里叶变换的ＥＭＤ方法ＩＪＨ１对。。信号进行分解，具体步骤是：…１）将。信号通过一个以３，５，，ｎ（ｉｖ／为奇数）次谐波频率为中心频率的带通滤波器组，得…到，口。。３，，ｐ５，，，ｐ。。…２）分别对，ｐ３，，ｐ。。５，，，ｐ。。，进行ＥＭＤ分解，把得到的主要ＩＭＦ分量组合在一起，得到。。…的所有ＩＭＦ分量，记为ｃ３，ｃ５，，ｃｎ。这样就可以保证对任意频率的奇次谐波都有较为理想的筛分效果。…３）分别对ｃ３，ｃ５，，ｃ／＇／进行Ｈｉｌｂｅｒｔ变换，得到。。的瞬时频率曲线。２．２频谱特征量的选取电力系统由双向对称元件组成，这些元件产生的电压和电流具有半波对称性，因此电力系统中的谐波具有半对称特点ｕ，没有直流分量且偶次谐波被抵消，在分析电力系统中谐波模式时可以只考虑奇次谐波，忽略偶次谐波。可选择分布式电源并网运行状态下，。。频谱中奇次谐波的幅值作为ＢＰ网络模式识别系统的原始特征空间（记为Ｘ）。虽然包含有频谱的全部特征，但其过高的维数使ＢＰ网络和谐波检测部分的计算量大幅增加，影响整个检测系统的实时Ｉ生。因此需要对进行优化，其过程是：在保证识别正确率的前提下，对内的元素进行特征选择，保留对识别结果影响大的特征，剔除掉对识别结果影响不大的特征。最终生成一个由。。频谱中基波和前８个奇次谐波组成的新的特征空间（记为）。２．３ＢＰ神经网络原理ＢＰ神经网络由输入层、隐含层和输出层组成，它是ＡＮＮ技术中应用最为广泛的一种网络类型，与传统的统计分析模型相比具有更好的容错性、鲁棒性和自适应性［】。其算法原理为Ｉ】：前一层的神经元与后一层的神经元之间由权值连接。隐层神经元映射函数常采用Ｓ型激活函数，输出层常采用线形函数可以使整个网络的输出取任意值。ＢＰ神经网络算法是一种监督式学习的神经网络，它会将错误的信号反馈回来，以便实时修正权值。最简单的就是隐含层仅有一层的情形，即三层ＢＰ网络。其拓扑结构如图３所示。由于ＢＰ网络的输入有９项，所以输入层神经元数为９个；输出只有当前运行状态一项，所以输出层神经元数为１，当输出为１时表示当系统处于．１０６一电力系统保护与控制孤岛运行状态，输出为０时表示当前系统处于并网运行状态。根据多次试验，当隐含层神经元数取ｌ８个具有较好的训练速度和识别效果。输出层隐含层输入层图３ＢＰ网络结构图Ｆｉｇ．３ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ３仿真实验采用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｉｍｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ工具箱搭建仿真模型。模型参数：分布式电源参数为直流电源电压２．５ｋＶ，逆变器开关频率１５ｋＨｚ，分布式电源额定容量（）为６４ｋＶＡ，功率因数为０．８６６，公共耦合点ＰＣＣ额定相电压为３８０Ｖ（Ｕｎ）。仿真时间取２ｓ，采用龙格一库塔算法。做以下仿真研究：（１）电网正常运行在（０．３７Ｐ０，３）和（一０．３７，０．３７Ｐｏ）两区间内各均匀地取５０个点作为Ｐ的值，通过仿真获得１００个ｐｕｎ下。。信号的波形。（２）电网形成孤岛设置断路器于ＩＳ时刻断开，在（３尸０，Ｏ．３７尸０）和［０．３７Ｐ０，一０．３。】两区间内各均匀的取２０个点作为的值，通过仿真获得４０个尸ｕ下。信号的波形。Ｐ＝Ｏ情况下ＰＣＣ处Ａ相电压的仿真结果如图４所示。（３）电网电压波动Ｐｕｎ＝０的情况下，在（０．５，Ｕｎ）和（Ｕｎ，１．３７）两区间内各均匀取４０个点作为电网电压波动值，电网电压在１ｓ时发生暂降，经０．１ｓ电压恢复。通过仿真获得２Ｏ个电网电压波动状态下。。信号的波形。波动值为０．８，Ａ相的仿真结果如图７所示。利用基于Ｆｏｕｄｅｒ变换的ＨＨＴ方法分别对（１）～（３）仿真实验中获得的。。信号进行时频分析，并提取特征向量。（１）实验获得的１００个特征向量作为ＢＰ网络的训练样本集，并在此样本集所组成的空间中训练ＢＰ网络。（２）、（３）实验获得的８Ｏ个特征向量作为ＢＰ网络的测试样本集。幽脚３《《Ⅱ司齄一３图４Ｐ．０时。信号渡彤Ｆｉｇ．４ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆＶｐｃｘｗｈｅｎＰｕｎ０对图４中。信号进行基于傅里叶变换的ＥＭＤ方法分解得到ＩＭＦ如图５所示，这里省略了余量，只保留了基波和前８个奇次谐波分量。对图５中ｃｌ～ｃ１７信号进行Ｈｉｌｌｂｅｒｔ变换得到瞬时频率如图６所示。１００图５０．９５－１．１５Ｓ信号的ＩＭＦ分量波形Ｆｉｇ．５ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔＩＭＦＷ；ｎＯ．９５～ｉ．ｉ５ｓＪ＿．Ｊ【＾Ｖｒ一一、ｌ］一ｆ，ｒ／￥图６ｃｌ～ｃ１７的瞬时频率Ｆｉｇ．６Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｃｌ－ｃｌ７ｕｌＩＬｈ－ＪｌＩＬ＿ＪＩＬＬｌＬ厂耋ＪＩⅢⅢ∞“０＂＂引¨卵鲫＂搞猫ｎ之Ａ，宅之之Ａ，一一＾，￡Ｉ之＝一ｕ党震宇，等基于ＨＨＴ与ＢＰ网络的孤岛检测技术．１０７．由图５、图６可以看出＝Ｏ的情况下，孤岛形成后除基波（ｃ１）外，其他各次谐波（ｃ３～ｃ１７）的幅值均有较大的变化，在其瞬时频率曲线上相应的也会出现突变点，而且突变点出现的时刻与断路≠器断开的时刻相同。当尸一０时，基波的幅值和瞬时频率曲线也会出现相应的变化，只是其变化程度相对于其他各次谐波会比较小。表２分别为０．７８４．９８Ｓ时段和１．１２～１．３２Ｓ时段。信号的谐波电压分析结果。可以看出孤岛形成前后，。。频谱特征的相似度极低。表２尸岫＝０情况下的谐波电压分析Ｔａｂ．２ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｗｈｅｎＰｕｎ＝０谐波次数３５７９１１１３１５１７图７电网电压波动时。。波形Ｆｉｇ．７Ｐｏｗｅｒｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍｏｆｃｃ对图７中。。信号进行基于傅里叶变换的ＥＭＤ方法分解得到ＩＭＦ如图８所示，这里省略了余量，≤一△△；蒜匦马２．２网｛一携圃毒０．０６６６ＭＭ６器０．３４墨强圣：图８０．９５￣１．１５Ｓ。信号的ＩＭＦ分量波形Ｆｉｇ．８ＷａｖｅｆｏｒｍｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔＩＭＦｗｈｅｎ０．９５～１．１５Ｓ只保留了基波和前８个奇次谐波分量。对图８中ｃｌ～ｃ１７信号进行Ｈｉｌｌｂｅｒｔ变换得到瞬时频率如图９所示。『ｌ一ｔ，ｌ１Ｉ’ｊＬ————……ｒ＿’Ｉ．：图９ｃｌ～ｃｌ７的瞬时频率Ｆｉｇ．９Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｃｌ－ｃｌ７由图８、图９可以看出电压波动情况下，基波和其他各次谐波的幅值将对称地发生波动，波动幅度基本一致，在其瞬时频率曲线上相应的也会出现突变点。表３分别为０．７８～０．９８ｓ时段和１．１２～１．３２ｓ时段。。信号的谐波电压分析结果。可以看出电压波动前后，。。频谱特征具有极高的相似度。表３电压波动时谐波电压分析Ｔａｂ．３Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈａｒｍｏｎｉｃｖｏｌｔａｇｅｗｈｅｎｔｈｅｒｅａｇｅｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ将测试样本输入训练好的ＢＰ网络中进行识别。测试结果表明：在仿真环境下，此系统不但无检测盲区，而且能够克服负荷波动、电网电压波动、电网侧网络结构发生变化等不利因素的影响，具有１００％的识别正确率。４结论本文提出了一种以并网ＰＣＣ处电压频谱特征ＩＯ８．电力系统保妒鸟控制为检测指标的新型被动式孤岛检测方法，并利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／Ｓｉｍｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓ工具箱进行了仿真实验。实验结果表明，即使在逆变器输出功率与本地负荷需求功率不匹配程度不大的情况下，该方法也能快速检测出孤岛的存在，检测时间符合ＩＥＥＥＳｔｄ．２０００＇９２９标准的规定值，具有很高的准确率和可靠性。参考文献［１］胡骅，吴汕，夏翔，等．考虑电压调整约束的多个分布式电源准入功率计算［Ｊ］．中国电机工程学报，２００６，２６（１９）：１３．１７．ＨＵＨｕａ，ＷＵＳｈａｎ，ＸＩＡＸｉａｎｇ．ｅｔａ１．Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇｔｈｅｍａｘｉｍｕｒｎｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎｌｅｖｅｌｏｆｍｕｌｔｉｐｌｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｖｏｌｔａｇｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ—ＣＳＥＥ，２００６，２６（１９）：１３１７．［２］陈海焱，段献忠，陈金富．分布式发电对配网静态电压稳定性的影ｎＮ［Ｊ］．电网技术，２００６，３０（１９）：２７．３０．ＣＨＥＮＨａｌ－ｙａｎ，ＤＵＡＮＸｉａｎ－ｚｈｏｎｇ，ＣＨＥＮＪｉｎ－ｆｕ．ＩｍｐａｃｔｓｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｎｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａＮＩｉｔｙｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ｝．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００６，３０（１９）：２７．３０．’［３］郭小强，赵清林，邬伟扬．光伏并网发电系统孤岛检测技术［Ｊ】．电工技术报，２００７，２２（４）：１５７．１６２．—ＧＵＯＸｉａｏ－ｑｉａｎｇ，ＺＨＡＯＱｉｎｇ－ｌｉｎ，ＷＵＷｅｉｙａｎｇ．Ｉｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ—ｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００７，２２（４）：１５７－１６２．［４］ＦｕｎａｂａｓｈｉＴ，ＫｏｙａｎａｇｉＫ，ＹｏｋｏｙａｍａＲＡ．Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｉｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓ［Ｃ］．／／２００３ＩＥＥＥＰｏｗｅｒＥＣＨＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ—ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＢｏｌｏｇｎａＶＯＬ．２，Ｊｕｎｅ，２００３：２３２６．［５］梁有伟，胡志坚，陈允平．分布式发电及其在电力系统中的应用研究综述［Ｊ］．电网技术，２００３，２７（１２）：７１．７５，８８．——ＬＩＡＮＧＹｏｕｗｅｉ，ＨＵＺｈｉ－ｊｉａｎ，ＣＨＥＮＹｕｎｐｉｎｇ．Ａｓｕｒｖｅｙｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ】．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，２７（１２）：７１－７５，８８．［６］ＨｏｐｅｗｅｌｌＰＤ，ＪｅｎｋｉｎｓＮ，ＣｒｏｓｓＡＤ．Ｌｏｓｓ－ｏｆ－ｍａｉｎｓ—ｄｅｔｅｃｔｉ０ｎｆｏｒｓｍａｌｌｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ［Ｊ］．ＩＥＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９６，１４３（３）：２２５－２３０．［７］陈卫民，陈国里，吴春华，等．基于分布式并网发电的新型孤岛检测研究弼．电工技术学报，２００７，２２＜８）：ｌｌ４．１ｌ８．——ＣＨＥＮＷｅｉ－ｍｉｎ，ＣＨＥＮＧｕｏｃｈｅｎｇ，ＷＵＣｈｕｎｈｕａ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｎｏｖｅｌｉｓｌａｎｄｉｎｇｄｅｔｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｇｒｉｄｃｏｎｎｅｃｔｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２００７，２２（８）：１１４１１８．［８］ＩＥＥＥＳｔｄ．９２０００，ＩＥＥＥｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｐｒａｃｔｉｃｅｆｏｒｕｔｉｌｉｔｙｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｓｙｓｔｅｍｓ【Ｓ１．ＮｅｗＹｏｒｋ：２０００．［９］韩松，邱国跃，彭小俊．瞬时电压闪变监测及定量评估方法研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００８，３６（１６）：—３３３７．ＨＡＮＳｏｎｇ，ＱＩＵＧＵＯ－ｙｕｅ，ＰＥＮＧＸｉａｏ－ｊｕｎ．ＡｎｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎＯｆｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｖｏｌｔａｇｅｆｌｉｃｋｅｒ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｅｔｉ６ｎ—ａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００８，３６（１６）：３３３７．［１０］李天云，程思勇，杨梅．基于希尔伯特．黄变换的电力系统谐波分析［Ｊ］．中国电机工程学报，２００８，２８（４）；１Ｏ９．１ｌ３．—ＬＩＴｉａｎｙｕｎ，ＣＨＥＮＧＳｉ－ｙｏｎｇ，ＹＡＮＧＭｅｉ．ＰｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｈａｒｍｏｎｉｃａｎａｌｙｓｉｓｂａｓｅｄｏｎＨｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍ［Ｊ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００８，２８（４）：—１０９１１３．。［Ｕ］ＨｕａｎｇＮＥ，ＺｈｅｎｇＳｈｅｎ，ＬｏｎｇＳＲ，ｅｔａ１．ＴｈｅｉｍｐｉｒｉｃａｌｍｏｄｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｈｅＨｉｌｂｅｒｔｓｐｅｃｔｒｕｍｆｏｒ—ｎｏｎｌｉｎｅａｒａｎｄｎｏｎ－ｓｔａｔｉｏｎａｒｙｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓａｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＴｈｅＲｏｙａｌＳｏｃｉｅｔｙ，１９９８，４５４．．９０３・９９５．［１２］郭淑卿．ＨＨＴ方法在两自由度体系动力响应特征分析中的应用研究（Ｄ］．天津：天津大学，２００６．—ＧＵＯｇｈｕ－ｑｉｎｇ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｉｌｂｅｒｔＨｕａｎｇａｎｓｆｂ吼ｉｎｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓｏｆ２－ＤＯＦｓｙｓｔｅｍ［Ｄ］．Ｔｉａｎｊｉｎ：ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００６．［１３］ＹａｎｇＪＮ，ＬｅｉＹ，ＰａｎＳＷ，ｅｔａ１．ＳｙｓｔｅｍｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｌｉｎｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂａｓｅｄｏｎＨｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｓｐｅｃｔｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｐａｒｔ１：ｎｏｒｍａｌｍｏｄｅｓ［Ｊ］．ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｙｎａｍｉｃｓ，２００３，３２：１４４３．１４６７．［１４］ＹａｎｇＪＮ，ＬｅｉＹ，ＰａｎＳＷ，ｅｔａ１．Ｓｙｓｔｅｍｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆ，ｌｉｎｅａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｂａｓｅｄｏｎＨｉｌｂｅｒｔ－Ｈｕａｎｇｓｐｅｃｔｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｐａｒｔ２：ｃｏｍｐｌｅｘｍｏｄｅｓ［Ｊ］．ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＤｙｎａｍｉｃｓ，２００３，３２：１５３３－１５５４．［１５］徐政．电力系统谐波基本原理、分析方法和滤波器设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００３：４３．４７．［１６］李新武，王丽萍，谢维．基于ＢＰ神经网络的南方五省（区）居民生活用电购买力及其省间差异评价［Ｊ】．电力系统保护与控制，２００９，３７（９）：６９．７２．——ＬＩＸｉｎｗｕ，ＷＡＮＧＬｉｐｉｎｇ，ＸＩＥＷｅｉ．Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｐｕｒｃｈａｓｉｎｇｐｏｗｅｒａｎｄｉｔｓｉｎｔｅｒ－ｐｒｏＶｉｎｃｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｆｏｒｆｉｖｅｓｏｕｔｈｅｍｐｒｏｖｉｎｃｉａｌｒｅｓｉｄｅｎｔｓ＇ｌｉｖｉｎｇｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｂａｃｋｅｒｒｏｒｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（９）：６９７２．［１７］张明光，李艳．基于ＢＰ神经网络的下一交易日出清电价预测【Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（５）：１８．２１．ＺＨＡＮＧＭｉｎｇ－ｇｕａｎｇ，ＬＩＹａｎ．Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｎｅｘｔ－ｄａｙｍａｒｋｅｔｃｌｅａｒｉｎｇｐｒｉｃｅｓｂａｓｅｄｏｎＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２００９，３７（５）：１８．２１．（下转第１１３页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｏｎｐａｇｅ１１３）毛幸远，等基于接地阻抗判断的配网自适应接地选线新技术．１１３．抗下保持较高准确度的技术问题。参考文献［１］赵智大．高电压技术［Ｍ】．北京：中围电力出版社，２００６．［２］贺家李，宋从矩．电力系统继电保护原理『Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９４．［３］要焕年，营梅月．电力系统谐振接地【Ｍ】．北京：中国电力出版社，２００９．５．［４］肖白，穆钢，黎平，等．配电网单相接地故障选线方案［Ｊ］．继电器，２００５，３３（２４）：１－５．ＸＩＡＯＢａｉ，ＭＵＧａｎｇ，ＬＩＰｉｎｇ，ｅｔａ１．Ｐｒｏｊｅｃｔｏｆｆａｕｌｔｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｓｉｎｇｌｅ・－ｐｈａｓｅ－・ｔｏ・－ｅａｒｔｈｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００５，３３（２４）：２５．［５］郭清滔，吴田．小电流接地系统故障选线方法综述［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２）：１４６．１５１．—ＧＵＯＱｉｎｇｔａｏ，ＷＵＴｉａｎ．Ｓｕｒｖｅｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｔｏｓｅｌｅｃｔｆｏｕｌｔｌｉｎｅｉｎｎｅｕｔｒａｌｐｏｉｎｔｉｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｇｒｏｕｎｄｅｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０ｌ０，３８（２）：１４６．１５１．［６］王军芬，康怡，韩钧，等．基于小波包的配电网单相接地故障判别ｆＪ１．继电器，２００５，３３（２４）：１０．１５．ＷＡＮＧＪｕｎ．ｆｅｎ，ＫＡＮＧＹｉ，ＨＡＮＪｕｎ，ｅｔａ１．Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｎ—ｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｔｏｇｒｏｕｎｄｆｏｕｌｔｌｉｎｅｂａｓｅｄｏｎＷａｖｅｌｅｔ—ｐａｃｋｅｔｓ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００５，３３（２４）：１０１５．［７］薛永端．基于暂态特征信息的配电网单相接地故障检测研究［Ｄ】．西安：西安交通大学，２００３．［８］ＭａｔｌｌａｔＳ，ＨｗａｎｇＷＬ．Ｓｉｎｇｕｌａｒｉｔｙ，ｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｗｉｔｈｗａｖｅｌｅｔｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ，１９９２．３８（２）：６１７－６４３．［９］ＭｍｌｌｍＳ，ＺｈｏｎｇＳ．Ｃｈａｒｉｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｉｇｎａｌｓｆｒｏｍｍｕｌｔｉｓｃａｌｅｅｄｇｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓｏｎＰｅｔｅｎａｎｄＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，１９９２，１４（７）：７１０・７３２．［１Ｏ］王耀南，霍百林，王辉，等．基于小波包的小电流接地故障选线新叛据『Ｊ】．中国电机工程学报，２００４，２４（６）：５８．６２．ＷＡＮＧＹａｏ．ｎａｎ，ＨＵ０Ｂａｉ．１ｉｎ，ＮＧＨｕｉ，ｅｔａ１．Ａｎｅｗｃｒｉｔｅｒｉｏｎｆｏｒｅａｒｔｈｆａｕｌｔｌｉｎｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｗａｖｅｌｅｔｐａｃｋｅｔｓｉｎｓｍａｌｌｃｕｒｒｅｎｔｎｅｕｔｒａｌｇｒｏｕｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．—ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＣＳＥＥ，２００４，２４（６）：５８６２．［１１］毛鹏，孙雅明，张兆宁，等．小波包在配电网单相接地故障选线中的应用［Ｊ】１电网技术，２０００，２６（４）：９一ｌ３，１７．ＭＡＯＰｅｎｇ，ＳＵＮＹａ－ｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＺｈａｏ－ｎｉｎｇ，ｅｔａ１．——Ｗａｖｅｌｅｔｓｐａｃｋｅｔｂａｓｅｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｐｈａｓｅｔｏｇｒｏｕｎｄｆａｕｌｔｉｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｕｔｏｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，２６（４）：９－１３，１７．［１２］薛永端，徐丙垠，陈羽，等．小电流接地故障暂态监测新技术［Ｊ１．电力设备，２００４，５（６）：２９．３３．—ＸＵＥＹｏｎｇ－ｄｕａｎ，ＸＵＢｉｎｇｙｉｎ，ＣＨＥＮＹｕ，ｅｔａ１．Ｎｅｗｔｅｃｈｎｌｏｌｇｙｏｆｆａｕｌｔｔｒａｎｓｉｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｏｒｓｍａｌｌｃｕｎｅｎｔｎｅｕｔｒａｌｇｒｏｕｎｄｉｎｇｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＥｌｅｔｒｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００４，５（６）：２９．３３．［１３］朱丹，贾雅君，蔡旭．暂态能量法选线『Ｊ１．电力自动化设备，２００４，２４（３）：７５．７８．ＺＨＵＤａｎ，ＪＩＡＹａ－ｊｕｎ，ＣＡＩＸｕ．Ｔｒａｎｓｉｅｎｔｅｎｅｒｇｙｔｏ—ｄｅｔｅｃｔｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｅａｒｔｈｉｎｇｆａｕｌｔ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ—ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，２００４，２４（３）：７５７８．［１４］薛金娃．零序有功选线与消弧线圈接地系统单相接地故障处理过程优化【Ｊ］．继电器，２００４，３２（２）：６１．６３．—ＸＵＥＪｉｎｗａ．Ｆａｕｌｔｌｉｎｅｄｅｔｅｃｔｉｎｇｗｉｔｈｚｅｒｏｓｅｑｕｅｎｃｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｉｎｇｌｅｐｈａｓｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆａｕｌｔｄｉｓｐｏｓｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｎｅｕｔｒａｌｇｒｏｕｎｄｉｎｇｖｉａａｒｃｅｘｔｉｎｇｗｉｓｈｉｎｇｃｏｉｌｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｒｅｌａｙ，２００４，３２（２）：６１－６３．［１５］关履泰．小波方法与应用【Ｍ】．北京：高等教育出版社，２００７．收稿日期：作者简介：２０１０－０９－１６；修回日期：２０１０－１１－２７毛幸远（１９７５一），面的教学与研究工作；陈晓敏（１９８１一），女，讲师，从事电力系统继电保护方—Ｅｍａｉｌ：１３３２８５８０９２２＠１８９．Ｃｎ女，本科，研究方向为继电保护。（上接第１０８页ｃｏｎｔｉｎｕｅｄｆｒｏｍｐａｇｅ１０８）收稿日期；２０１０－０９－０２；修回日期：２０１０－１卜Ｏ８作者简介：党震字（１９８３－），男，工程师，从事供配电工程设计和—研究工作；Ｅｍａｉｌ：ｄａｎｇｄａｎｇ８３０１０１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃａ刘智铭（１９８３一），男，在读研究生，研究方向为非线性理论在电力系统中的应用；张晓字（１９８３一），男，硕士，研究领域为电力系统及其自动化。