本发明涉及电力系统与分布式电源功率判断，具体为一种基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法。
背景技术：
1、分布式电源对目前的配电网建设具有重要作用，对电力系统的稳定运行以及供电可靠性具有重要意义。随着电力系统技术标准的不断发展与完善，目前国内外在配电网防孤岛保护中主要使用基于电压/频率变化的保护方法，在实际应用中很有可能会受到分布式电源电压或频率的扰动而导致误动，造成分布式电源大面积脱网，对电力系统的安全运行造成影响。而分布式电源防孤岛保护可作为与分布式电源电压/频率扰动穿越能力相兼容的线路保护技术，其中逆功率保护成为了配电网防孤岛保护的重要环节。
2、目前坐标变换法已广泛应用于电气工程的各个领域，解决三相交流系统中数学模型表征、多变量解耦及不对称分量分析等难题，随着智能电网的提出以及交流电气系统结构的日渐复杂，坐标变换法已成为系统设计、建模和分析的重要手段。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的逆功率判断方法存在计算量较大，易受到电压或频率扰动影响，计算复杂度高，以及如何能同时适用于单相和三相系统的统一判断的优化问题。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，包括设定电流相量在笛卡尔坐标系中的参数，将相量角度变化转化为xy坐标系旋转；计算旋转系数矩阵，基于旋转系数矩阵计算新相量；根据旋转系数矩阵进行逆功率判断并验证。
4、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的一种优选方案，其中：所述设定电流相量在笛卡尔坐标系中的参数包括计算电流相量的相位角，将每个坐标轴上的电流分量进行平方操作，消除方向影响，并通过归一化系数对平方后的分量进行归一化处理，使每个分量在计算总模量时有权重，将得到的平方和进行平方根即为电流相量的模量，表示为：
5、
6、其中，i为电流相量的模量，xk为电流在不同坐标轴上的分量，ak为分量的归一化系数，n为坐标轴的数量，将每个电流分量乘以时间函数，时间函数描述电流分量随时间的变化特性，将所有时间点上的处理结果进行积分操作，得到基于时间的总变化量，将积分结果进行平均处理，得到一个综合相位角，对整个时间段内电流分量变化进行综合描述，电流相量相位角表示为：
7、
8、其中，θ为电流相量的相位角，fk(t)为时间函数，表示电流分量随时间的变化，t为时间变量。
9、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的一种优选方案，其中：所述将相量角度变化转化为xy坐标系旋转包括计算电流相量变化后的新坐标，当电流相量发生变化时，将变化转化为在新坐标系中的表示，通过变化系数对每个电流分量进行处理，变化系数根据旋转角度确定，将每个电流分量乘以积分函数，描述电流相量在旋转过程中的变化情况，将处理后的分量进行求和，得到新的坐标系下的电流分量，表示为：
10、
11、
12、其中，i'x和i'y为变化后电流相量在x和y轴方向的分量，bk和ck为变化系数，gk(θ)和hk(θ)为旋转角度函数，α为相量变化的旋转角度。
13、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的一种优选方案，其中：所述计算旋转系数矩阵包括引入hermite多项式，通过积分计算矩阵的每一个元素，积分变量表示旋转过程中连续的变化，对每一个元素进行归一化处理，使所有计算结果在相同的尺度上，采用hermite多项式表示旋转角度的高阶变化，对hermite多项式结果进行求和，累加得到旋转系数矩阵的每一个元素，表示为：
14、
15、
16、其中，rij(α)为旋转系数矩阵的元素，表示在旋转角度为α时，第i行第j列的值，i和j为矩阵的行和列索引，n1为求和上限，表示多项式的最高阶，hk(α)为hermite多项式，用于描述旋转角度的高阶变化。
17、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的一种优选方案，其中：所述基于旋转系数矩阵计算新相量包括计算新坐标分量，将旋转系数矩阵与原始电流相量进行矩阵与向量的乘法运算，得到新电流相量，表示为：
18、i′＝r(α)·i
19、其中，i′为在新坐标系下的电流相量，r(α)为旋转系数矩阵，i为原始坐标系下的电流相量，旋转系数矩阵的每一个元素都反映了原始电流分量对新坐标系中方向的影响，将所有原始电流分量分别与旋转系数矩阵的元素相乘并累加，得到新电流分量，表示为：
20、
21、其中，i′i为新坐标系下第i个分量的电流相量，为旋转系数矩阵在第i行第j列的元素，ij为原始坐标系下第j个分量的电流相量。
22、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的一种优选方案，其中：所述根据旋转系数矩阵进行逆功率判断并验证包括逆功率判断，通过电流和电压在时间内的乘积进行积分，得到在每一个时刻的瞬时功率，表示功率随时间变化的情况，瞬时功率计算表示为：
23、
24、其中，p(t)为瞬时功率，表示在时刻t的功率，i(t)和v(t)分别为时刻t的电流和电压，t为总时间段，通过瞬时功率来判断逆功率的发生，通过对瞬时功率在整个时间段内进行积分，并除以时间段的长度，得到时间上的平均值，判断逆功率表示为：
25、
26、其中，pavg为平均功率，如果平均功率小于零，则发生逆功率，表示电流方向逆转，电力流向相反。
27、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的一种优选方案，其中：所述根据旋转系数矩阵进行逆功率判断并验证包括验证逆功率判断准确性，在完成逆功率判断后，验证判断准确性，结合一个时间段内瞬时功率与平均功率的差值，通过对这差值进行平方处理，放大功率变化的影响，引入时间衰减因子，对瞬时功率的平方差进行积分，得到加权后的功率波动，进行归一化处理，得到整体波动值，验证逆功率判断表示为：
28、
29、其中，qv为验证逆功率判断准确性的质量因子，值域为[0,+∞)，值越小，表示逆功率判断准确性越高，值越大，表示判断存在误差，β为时间衰减因子，α1为控制整体波动影响系数，γ为控制时间衰减对波动影响系数。
30、本发明的另外一个目的是提供一种基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断系统，其能通过逆功率判断模块根据旋转系数矩阵进行逆功率判断，解决了目前的计算复杂度高的问题。
31、作为本发明所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断系统的一种优选方案，其中：包括设参转化模块、旋转系数矩阵模块、逆功率判断模块；所述设参转化模块用于设定电流相量在笛卡尔坐标系中的参数，将相量角度变化转化为xy坐标系旋转；所述旋转系数矩阵模块用于计算旋转系数矩阵，基于旋转系数矩阵计算新相量；所述逆功率判断模块用于根据旋转系数矩阵进行逆功率判断并验证。
32、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序是实现基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的步骤。
33、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的步骤。
34、本发明的有益效果：本发明提供的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法通过设定电流相量的基础参数，减少了误差的积累，通过坐标系转换，提升了对电流变化的捕捉能力，确保了后续逆功率判断的精确性，减少了计算复杂度，提高了计算速度，简化了电流相量的转换过程，确保了计算的快速性和准确性，通过实时检测方法，快速发现和响应逆功率现象，减少因逆功率引起的误动作，有效过滤功率波动带来的干扰，提高逆功率判断的准确性，确保电力系统的安全稳定运行，本发明在误差累积、判断准确性和计算复杂度方面都取得更加良好的效果。
1.一种基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于：所述设定电流相量在笛卡尔坐标系中的参数包括计算电流相量的相位角，将每个坐标轴上的电流分量进行平方操作，消除方向影响，并通过归一化系数对平方后的分量进行归一化处理，使每个分量在计算总模量时有权重，将得到的平方和进行平方根即为电流相量的模量，表示为：
3.如权利要求2所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于：所述将相量角度变化转化为xy坐标系旋转包括计算电流相量变化后的新坐标，当电流相量发生变化时，将变化转化为在新坐标系中的表示，通过变化系数对每个电流分量进行处理，变化系数根据旋转角度确定，将每个电流分量乘以积分函数，描述电流相量在旋转过程中的变化情况，将处理后的分量进行求和，得到新的坐标系下的电流分量，表示为：
4.如权利要求3所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于：所述计算旋转系数矩阵包括引入hermite多项式，通过积分计算矩阵的每一个元素，积分变量表示旋转过程中连续的变化，对每一个元素进行归一化处理，使所有计算结果在相同的尺度上，采用hermite多项式表示旋转角度的高阶变化，对hermite多项式结果进行求和，累加得到旋转系数矩阵的每一个元素，表示为：
5.如权利要求4所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于：所述基于旋转系数矩阵计算新相量包括计算新坐标分量，将旋转系数矩阵与原始电流相量进行矩阵与向量的乘法运算，得到新电流相量，表示为：
6.如权利要求5所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于：所述根据旋转系数矩阵进行逆功率判断并验证包括逆功率判断，通过电流和电压在时间内的乘积进行积分，得到在每一个时刻的瞬时功率，表示功率随时间变化的情况，瞬时功率计算表示为：
7.如权利要求6所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法，其特征在于：所述根据旋转系数矩阵进行逆功率判断并验证包括验证逆功率判断准确性，在完成逆功率判断后，验证判断准确性，结合一个时间段内瞬时功率与平均功率的差值，通过对这差值进行平方处理，放大功率变化的影响，引入时间衰减因子，对瞬时功率的平方差进行积分，得到加权后的功率波动，进行归一化处理，得到整体波动值，验证逆功率判断表示为：
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的系统，其特征在于：包括设参转化模块、旋转系数矩阵模块、逆功率判断模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的基于旋转坐标系的分布式电源逆功率判断方法的步骤。
