[发明专利]防止非同期合闸的电源快速切换方法和系统

权利要求书

1.一种防止非同期合闸的电源快速切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)检测不同采样时刻的母线残压的频率和相角信息，以及对应采样时刻的备用电源的频率和相角信息；

(2)根据上述频率和相角信息，断路器的动作持续时间，以及不同时刻母线残压与备用电源的频率差和相角差变化规律，预测断路器合闸时刻母线残压与备用电源的频率差和相角差，对应得到频率差预测值和相角差预测值；

(3)如果所述频率差预测值小于合闸频率差阈值，且所述相角差预测值小于合闸相角差阈值，则控制所述断路器闭合，进行电源快速切换；

所述预测断路器合闸时刻母线残压与备用电源的频率差和相角差包括：

1)根据检测出的至少三个采样时刻的母线残压的频率和相角信息，以及对应采样时刻的备用电源的频率和相角信息，得到各采样时刻母线残压和备用电源的频率差和相角差；

2)根据所述各采样时刻母线残压和备用电源的频率差和相角差，得到频率差和相角差的变化速度；

3)根据所述频率差和相角差的变化速度，得到频率差和相角差的变化加速度；

4)根据所述频率差和相角差的变化速度，频率差和相角差的变化加速度以及断路器的动作持续时间，按照频率差与时间的二次曲线规律，预测出所述频率差预测值，按照相角差与时间的二次曲线规律，预测出所述相角差预测值；

所述步骤1)中，连续检测三个采样时刻的母线残压的频率和相角信息，以及对应采样时刻的备用电源的频率和相角信息；

所述三个采样时刻依次为第一采样时刻、第二采样时刻和第三采样时刻，频率差和相角差的变化速度的计算公式为：

其中，t0时刻为所述第一采样时刻，t1时刻为所述第二采样时刻，t2时刻为所述第三采样时刻，V_f1为t0时刻和t1时刻之间的时间内频率差的变化速度，V_f2为t1时刻和t2时刻之间的时间内频率差的变化速度，V_Ф1为t0时刻和t1时刻之间的时间内相角差的变化速度，V_Ф2为t1时刻和t2时刻之间的时间内相角差的变化速度，Δf₀＝f_m0-f_b0，Δf₁＝f_m1-f_b1，Δf₂＝f_m2-f_b2，ΔΦ₀＝Φ_m0-Φ_b0，ΔΦ₁＝Φ_m1-Φ_b1，ΔΦ₂＝Φ_m2-Φ_b2，f_m0为t0时刻母线残压的频率，Ф_m0为t0时刻母线残压的相角，f_b0为t0时刻备用电源的频率，Ф_b0为t0时刻备用电源的相角，f_m1为t1时刻母线残压的频率，Ф_m1为t1时刻母线残压的相角，f_b1为t1时刻备用电源的频率，Ф_b1为t1时刻备用电源的相角，f_m2为t2时刻母线残压的频率，Ф_m2为t2时刻母线残压的相角，f_b2为t2时刻备用电源的频率，Ф_b2为t2时刻备用电源的相角；

所述频率差和相角差的变化加速度的计算公式为：

其中，a_f2为频率差的变化加速度，a_Ф2为相角差的变化加速度；

断路器动作持续时间内变化的频率差和相角差的计算公式为：

断路器合闸时刻的频率差和相角差的计算公式为：

Δf＝Δf₂+Δf_t

ΔΦ＝ΔΦ₂+ΔΦ_t。

2.一种防止非同期合闸的电源快速切换系统，其特征在于，包括以下模块：

数据采集模块，用于检测不同采样时刻的母线残压的频率和相角信息，以及对应采样时刻的备用电源的频率和相角信息；

预测模块，用于根据上述频率和相角信息，断路器的动作持续时间，以及不同时刻母线残压与备用电源的频率差和相角差变化规律，预测断路器合闸时刻母线残压与备用电源的频率差和相角差，对应得到频率差预测值和相角差预测值；

切换控制模块，用于如果所述频率差预测值小于合闸频率差阈值，且所述相角差预测值小于合闸相角差阈值，则控制所述断路器闭合，进行电源快速切换；

所述预测模块包括：

用于根据检测出的至少三个采样时刻的母线残压的频率和相角信息，以及对应采样时刻的备用电源的频率和相角信息，得到各采样时刻母线残压和备用电源的频率差和相角差；

用于根据所述各采样时刻母线残压和备用电源的频率差和相角差，得到频率差和相角差的变化速度；

用于根据所述频率差和相角差的变化速度，得到频率差和相角差的变化加速度；

用于根据所述频率差和相角差的变化速度，频率差和相角差的变化加速度以及断路器的动作持续时间，按照频率差与时间的二次曲线规律，预测出所述频率差预测值，按照相角差与时间的二次曲线规律，预测出所述相角差预测值；

连续检测三个采样时刻的母线残压的频率和相角信息，以及对应采样时刻的备用电源的频率和相角信息；

所述三个采样时刻依次为第一采样时刻、第二采样时刻和第三采样时刻，频率差和相角差的变化速度的计算公式为：

其中，t0时刻为所述第一采样时刻，t1时刻为所述第二采样时刻，t2时刻为所述第三采样时刻，V_f1为t0时刻和t1时刻之间的时间内频率差的变化速度，V_f2为t1时刻和t2时刻之间的时间内频率差的变化速度，V_Ф1为t0时刻和t1时刻之间的时间内相角差的变化速度，V_Ф2为t1时刻和t2时刻之间的时间内相角差的变化速度，Δf₀＝f_m0-f_b0，Δf₁＝f_m1-f_b1，Δf₂＝f_m2-f_b2，ΔΦ₀＝Φ_m0-Φ_b0，ΔΦ₁＝Φ_m1-Φ_b1，ΔΦ₂＝Φ_m2-Φ_b2，f_m0为t0时刻母线残压的频率，Ф_m0为t0时刻母线残压的相角，f_b0为t0时刻备用电源的频率，Ф_b0为t0时刻备用电源的相角，f_m1为t1时刻母线残压的频率，Ф_m1为t1时刻母线残压的相角，f_b1为t1时刻备用电源的频率，Ф_b1为t1时刻备用电源的相角，f_m2为t2时刻母线残压的频率，Ф_m2为t2时刻母线残压的相角，f_b2为t2时刻备用电源的频率，Ф_b2为t2时刻备用电源的相角；

所述频率差和相角差的变化加速度的计算公式为：

其中，a_f2为频率差的变化加速度，a_Ф2为相角差的变化加速度；断路器动作持续时间内变化的频率差和相角差的计算公式为：

断路器合闸时刻的频率差和相角差的计算公式为：

Δf＝Δf₂+Δf_t

ΔΦ＝ΔΦ₂+ΔΦ_t。