一种保供电区域内不间断供电系统及方法与流程

1.本发明属于保供电技术领域，特别是涉及一种保供电区域内不间断供电系统及方法。


背景技术：

2.当某区域进行供电系统检修时，需要对该区域进行保供电。目前的保供电技术，例如公开号为cn113098127a的专利《一种配电网应急发电车多功能无缝转电装置及方法》提出的配电网应急发电车多功能无缝转电装置支持两种方式对用户侧供电，即发电机接入用户侧供电或电池储能装置接入用户侧供电，其中采用串联补偿装置用于调控补偿电压，并控制发电机供电时的潮流；频率调节装置根据发电机侧开关两侧电压和负荷母线侧开关两侧电压，调节发电机端电压；当发电机端电压的频率与补偿电压的频率一致后，待补偿电压的相量与发电机端电压的相量之和等于负荷母线电压的相量时，将发电机接入用户侧供电；电池储能装置通过直流转换器为直流电容充电；直流转换器用于电池储能装置输出电压与直流电容电压之间的电压变换。并联换流器根据母线侧电压，控制并联换流器输出电压，使其与母线侧电压同步，完成电池储能装置的供电。公开号为cn112865179a的专利《不间断供电智能并网装置及方法》提出不间断供电智能并网装置，连接于电网(又称主供电网、主网)、发电车和负载之间，包括可移动的柜体，柜体内设有第一并网断路器、第二并网断路器、第一检测模块、第二检测模块和并机并网控制器；第一检测模块与电网连接，对电网侧电气运行参数监测，第二检测模块与发电车连接，对发电车侧电气运行参数监测，并机并网控制器分别与第一检测模块、第二检测模块、第一并网断路器和第二并网断路器连接，多台不间断供电智能并网装置内的并机并网控制器之间信号连接，还公开了基于上述装置的不间断供电智能并网方法。应用本发明能够自动感知电网侧和发电车侧的并网需求，及时根据并网需求控制发电车和电网正向或反向并网，满足负载不间断用电需求。
3.上述技术是检测电网侧(主供电网、主网)和发电机侧的电气运行参数，当判定参数一致后进行并网并切换供电。但是这种保供电系统存在三个问题：一，发电车输出的电源动态稳定性不足，导致对发电车电源进行升压时输出的电源电压和频率难以达到并网要求，需要反复调试，并网所需的准备时间很长；二，当发电车距离电网侧较远时，不能获取电网侧的实时电气运行参数，容易造成检测数据偏差，导致并网失败；三，要求电网侧和发电机侧的电气运行参数一致后再进行并网，不考虑电气参数的变化，并网速度慢，导致保供电区域内供电不连续。
4.电力行业中，例如公开号为cn102237691b的专利《一种风能、太阳能并网发电系统及其控制方法》提出检测发电系统是否正常的工作在标准范围内来判定是否可以将发电装置投入使用，采用dsp构成的集成一体化控制单元，对各单元进行有效控制，采用神经网络对系统运行的状态参数进行预测，克服了控制指令执行滞后并网系统变化的缺点，提高了系统运行的稳定性。该方法中通过对电压和电流的畸变率判断发电系统是否正常，不能有效改善保供电系统中发电机输出电源的电压、频率和相位的不稳定问题；另外，该方法采用
是在dsp对系统控制时采用神经网络算法，根据寄存模块中的数据对电网下一时刻的线电压、电流和频率进行预测，需要对电压、电流和频率同时进行预测，复杂度高，在保供电系统中执行难度过高。
5.为了解决上述问题，提出一种保供电区域内不间断供电系统及方法。


技术实现要素：

6.本发明为了解决上述问题，提出一种保供电区域内不间断供电系统及方法。该系统是一种通过修正供电电源侧输出电源、同步电网侧的电源参数和预测同期时间点，实现快速、准确且稳定并网的保供电系统。
7.本发明的一种保供电区域内不间断供电系统，其特征在于，包括：
8.供电电源设备、旁路接入设备、线路分支开关；所述供电电源设备用于产生备用电源；所述旁路接入设备用于把供电电源设备产生的电源以同期状态带电并入主网；所述线路分支开关用于接通或断开主网电源对保供电区域的电力供应。
9.优选地，所述供电电源设备是由发电机组、升压装置和发电机并网开关组成；所述旁路接入设备是由电网侧旁路开关和发电机电缆连接装置组成。所述发电机组是可调频和/或调压的一台发电装置或多台发电装置并联；所述升压装置用于将发电机组的低压电源转换为高压电源；所述发电机并网开关用于接通或断开供电电源设备对保供电区域的电力供应。所述电网侧旁路开关与主网连接且与线路分支开关并联；所述发电机侧电缆连接装置用于将供电电源设备产生的电源连接至保供电区域。
10.优选地，所述同期状态是指主网电源与供电电源设备产生电源的电压差、频率差和相位角在设置的阈值范围之内。
11.优选地，还包括同步装置；所述同步装置用于将主网电源数据与供电电源产生电源数据同步；所述将主网电源数据与供电电源产生电源数据同步，包括步骤：
12.获取主网与供电电源设备之间的传输数据，包括时钟差、传输链路时延、传输误码率、传输数据量；所述时钟差是根据传输数据中的同步时间戳标记计算得到；
13.根据主网与供电电源设备的时钟差和/或传输链路时延计算时间同步修正值；
14.根据主网传输数据量和/或传输误码率计算数据同步修正值；
15.根据时间同步修正值和/或数据同步修正值计算同步指示值；
16.根据同步指示值对主网电源数据进行同步。
17.进一步优选地，所述根据同步指示值对主网电源数据进行同步是根据每个采样时刻获得的主网电源数据与该时刻的同步指示值的加权和或乘积计算同步后的主网电源数据、根据测试得到的同步指示值与电源数据偏差值的关系计算当前电源数据偏差值并根据电源数据偏差值对主网电源数据进行补偿得到同步后的主网电源数据的任一项或组合。
18.优选地，还包括供电电源参数修正装置；所述供电电源参数修正装置用于将供电电源设备中发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值；所述目标参数值根据电网类型和电网特性设置。
19.优选地，所述将供电电源设备中发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值，包括步骤：
20.获取供电电源设备中发电机组产生的电源参数值，包括电压值、频率值、相位值；
21.根据发电机组产生电源的电压值在一定时间内的变化量和/或频率值在一定时间内的变化量和/或相位值在一定时间内的变化量计算参数动态变化参考值；
22.根据参数动态变化参考值将发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值。
23.优选地，还包括同期预测装置；所述同期预测装置用于预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点；所述预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，包括步骤：
24.根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率计算频率同步时间点；
25.根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与设置的阈值范围的偏差程度计算电气偏差值；
26.当电气偏差值在设置的容许范围内时，预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点为频率同步时间点；当电气偏差值超出设置的容许范围时，根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率和/或电压差变化率和/或相位角变化率计算供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点。
27.进一步优选地，所述根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率计算频率同步时间点，包括步骤：
28.获取设定时间段内供电电源设备产生电源与主网电源在每个采样时刻的频率差；
29.计算每个采样时刻的频率差与设置的频率阈值的差值；
30.根据每个采样时刻的差值计算差值变化曲线，即同期预测曲线；
31.根据同期预测曲线与横坐标轴的交点对应的横坐标值计算频率同步时间点。
32.进一步优选地，所述根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与设置的阈值范围的偏差程度计算电气偏差值，包括步骤：
33.根据电源正弦波信号的频率、电压和相位的关系计算供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角；
34.根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与事先设置的电压差/相位角阈值范围的偏差程度计算电气偏差值。
35.进一步优选地，所述根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率和/或电压差变化率和/或相位角变化率计算供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，包括步骤：
36.根据设定时间段内每个采样时刻的频率差和/或电压差和/或相位角与事先设置的阈值范围的差值计算频率差值变化曲线和/或电压差值变化曲线和/或相位差值变化曲线；
37.根据频率差值变化曲线和/或电压差值变化曲线和/或相位差值变化曲线与横坐标轴的交点对应的横坐标值计算频率同步时间点和/或电压同步时间点和/或相位同步时间点；
38.按照时间顺序排列频率同步时间点、电压同步时间点和相位同步时间点形成同期队列；
39.将同期队列末位的时间点作为供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点。
40.一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时使计算机执行上述任一种方法。
41.本发明的一种保供电区域内不间断供电方法，其特征在于，包括：
42.主网断开前，启动供电电源设备的发电机组，供电电源参数修正装置根据上述方法将供发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值后，供电电源设备的升压装置将供电电源设备产生电源的电压和频率提升到与主网电源的电压差和频率差在设置的阈值范围之内；同步装置根据上述方法将主网电源数据与本地供电电源数据同步后，同期预测装置根据上述的方法预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，在该时间点接通供电电源设备的发电机并网开关；
43.主网恢复时，同步装置根据上述方法将主网电源数据与本地供电电源数据同步；同期预测装置根据上述的方法预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，在该时间点接通旁路接入设备中的旁路开关。
44.本发明的系统及方法具有的优点是：
45.(1)供电电源参数修正装置根据发电机组产生电源的参数动态变化量将发电机组产生的电源参数补偿为接近并网要求的目标参数值，相比传统的仅对发电机组产生的电源进行升压的技术方案，可以有效减少升压至并网所要求参数的时间。
46.(2)同步装置根据主网与供电电源设备两地的时钟差和传输链路时延及传输数据量和传输误码率计算同步指示值，在不改变传输时延的基础上对接收到的主网数据进行预测和修正，实现主网电源数据与供电电源数据实时同步，不仅可以有效提高并网成功率，而且减少并网所需时间。
47.(3)同期预测装置根据频率差的变化曲线计算频率同步时间点，当电气偏差值在允许的范围内时将频率同步时间点作为同期时间点，当电气偏差值超出允许的范围时根据电压差变化率和/或相位角变化率计算同期时间点，在此基础上可以实现快速准确并网。
附图说明
48.图1是本发明实施例的一种保供电区域内不间断供电系统模块示意图。
49.图2是本发明实施例的同期预测曲线示意图。
50.图3是本发明实施例的另一种保供电区域内不间断供电系统结构示意图。
51.图4是本发明实施例的一种保供电区域内不间断供电方法流程图。
具体实施方式
52.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
53.本发明的一种保供电区域内不间断供电系统的实施例，其特征在于，包括：
54.供电电源设备、旁路接入设备、线路分支开关；所述供电电源设备用于产生备用电源；所述旁路接入设备用于把供电电源设备产生的电源以同期状态带电并入主网；所述线路分支开关用于接通或断开主网电源对保供电区域的电力供应。
55.优选地，所述供电电源设备是由发电机组、升压装置和发电机并网开关组成；所述旁路接入设备是由电网侧旁路开关和发电机电缆连接装置组成。所述发电机组是可调频和/或调压的一台发电装置或多台发电装置并联，所述升压装置用于将发电机组的低压电源转换为高压电源，所述发电机并网开关用于接通或断开供电电源设备对保供电区域的电力供应；所述电网侧旁路开关与主网连接且与线路分支开关并联；所述发电机侧电缆连接装置用于将供电电源设备产生的电源连接至保供电区域。本实施例中，保供电区域内不间断供电系统的模块示意图如图1所示，按照电力网部署标准，在主网与供电区域之间存在断路器。发电机组可以采用一辆综合发电车实现或采用多辆发电车并联实现，可以通过发电车上的手动或自动装置对发电机组产生的低压电源进行调压或调频，即具备可调频和/或调压功能。升压装置采用提升柜的方式实现。发电机并网开关的一端连接在升压装置之后，一端连接到旁路接入设备的发电机侧电缆连接装置，当发电机并网开关接通时升压装置的高压电源通过旁路接入设备的发电机侧电缆连接装置输出至保供电区域。电网侧旁路开关一端连接到发电机侧电缆连接装置，另一端连接到主网，与线路分支开关形成电路上的并联关系，当电网侧旁路开关接通时，供电电源设备产生的电源与主网电源并联，共同为保供电区域供电。发电机侧电缆连接装置一端与供电电源设备的发电机并网开关、保供电区域和电网侧旁路开关连接，用于将供电电源设备产生的电源连接至保供电区域。
56.另一种优选实施方式中，在升压装置前安装主变保护装置，用于对发电机组产生的低压电源进行保护。
57.优选地，所述同期状态是指主网电源与供电电源设备产生电源的电压差、频率差和相位角在设置的阈值范围之内。本实施例中，在火电系统中通常设置同期状态的电压差阈值范围为0-10％压差，频率差阈值范围为0-0.4赫兹，相位角阈值范围为0-15度。当主网电源与供电电源设备产生电源的电压差、频率差和相位角在上述阈值范围内时，则主网电源与供电电源设备产生电源处于同期状态，可以进行带电并网。
58.另一种优选实施方式中，还包括同步装置；所述同步装置用于将主网电源数据与供电电源产生电源数据同步。本实施例中，同步装置包括数据传输单元和数据处理单元，同步装置安装在供电电源设备中，数据传输单元用于将主网电源数据传输至数据处理单元，数据处理单元运行程序对主网电源数据做同步处理。所述程序执行将主网电源数据与供电电源产生电源数据同步的方法，包括步骤：
59.获取主网与供电电源设备之间的传输数据，包括时钟差、传输链路时延、传输误码率、传输数据量；所述时钟差可以根据传输数据中的同步时间戳标记计算得到；
60.根据主网与供电电源设备的时钟差和/或传输链路时延计算时间同步修正值；
61.根据主网传输数据量和/或传输误码率计算数据同步修正值；
62.根据时间同步修正值和/或数据同步修正值计算同步指示值；
63.根据同步指示值对主网电源数据进行同步。
64.本实施例中，数据传输时采用的数据结构中包括同步时间戳标记，记录数据采集时刻，根据主网传输数据中的同步时间戳标记和本地时间戳计算时钟差，根据多组测试数据计算传输链路的平均时延和传输误码率；
65.所述根据主网与供电电源设备的时钟差和/或传输链路时延计算时间同步修正值，是：根据主网与供电电源设备的时钟差与时间同步修正值的正相关关系计算时间同步
修正值、根据传输链路时延与时间同步修正值的正相关关系计算时间同步修正值、根据主网与供电电源设备的时钟差和传输链路时延与时间同步修正值的正相关关系计算时间同步修正值的任一项，时间同步修正值用变量m表示。
66.所述根据主网数据量和/或传输误码率计算数据同步修正值，是：根据主网数据量与数据同步修正值的正相关关系计算数据同步修正值、根据传输误码率与数据同步修正值的正相关关系计算数据同步修正值、根据主网数据量和的正相关关系和传输误码率与数据同步修正值的正相关关系计算数据同步修正值的任一项，数据同步修正值用变量n表示。
67.所述根据时间同步修正值和/或数据同步修正值计算同步指示值是根据同步指示值与时间同步修正值和/或数据同步修正值的正相关关系计算同步指示值，同步修正值用变量a表示。
68.表a中a1～a3表示计算同步指示值a的不同实施方式，其中表a中涉及的时间同步修正值m、数据同步修正值n采用上述实施方式中的计算公式计算。
69.表a 计算同步指示值的不同实施方式
70.71.[0072][0073]
进一步优选地，所述根据同步指示值对主网电源数据进行同步是根据每个采样时刻获得的主网电源数据与该时刻的同步指示值的加权和或乘积计算同步后的主网电源数据、根据测试得到的同步指示值与电源数据偏差值的关系计算当前电源数据偏差值并根据电源数据偏差值对主网电源数据进行补偿得到同步后的主网电源数据的任一项或组合。
[0074]
一种优选实施方式中，根据采样时刻获得的主网电源数据与该时刻的同步指示值的加权和或乘积计算同步后的主网电源数据。本实施例中，某时刻同步装置获取了一组主网的电源数据，根据表a中任一项所述的方法(例如a3)计算当前时刻的同步指示值a＝1.2，将同步指示值a作为修正系数与获取的一组主网的电源数据相乘得到同步后的一组主网电源数据。
[0075]
另一种优选实施方式中，根据事先测试训练得到的同步指示值与电源数据偏差值的关系计算当前电源数据偏差值并根据电源数据偏差值对主网电源数据进行补偿得到同
步后的主网电源数据。本实施例中，事先通过多次测试数据的发送和接收得到不同同步指示值对应的电源数据偏差值(或者得到同步修正值与电源数据偏差值的模糊函数关系)，某时刻同步装置获取了一组主网的电源数据，根据表a中任一项所述的方法(例如a3)计算当前时刻的同步指示值a＝1.2，将同步指示值a代入同步修正值与电源数据偏差值的对应表或模糊函数关系中得到当前时刻的电源数据偏差值，在获取的一组主网的电源数据的基础上补偿相应的电源数据偏差值得到同步后的一组主网电源数据。
[0076]
另一种优选实施方式中，还包括供电电源参数修正装置；所述供电电源参数修正装置用于将供电电源设备中发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值。本实施例中，供电电源参数修正装置包括电源参数采集单元和电源参数补偿单元，供电电源参数修正装置安装在供电电源设备中，电源参数采集单元用于采集发电机组产生的电源参数值，电源参数补偿单元运行程序将供电电源设备中发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值。所述目标参数值根据电网类型和电网特性设置。所述程序执行将供电电源设备中发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值的方法，包括步骤：
[0077]
获取供电电源设备中发电机组产生的电源参数值，包括电压值、频率值、相位值；
[0078]
根据发电机组产生电源的电压值在一定时间内的变化量和/或频率值在一定时间内的变化量和/或相位值在一定时间内的变化量计算参数动态变化参考值；
[0079]
根据参数动态变化参考值将发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值。
[0080]
本实施例中，电源采集单元采集(按照一定采样时间间隔，例如10毫秒)发电机组产生电源在设定时间段(例如1秒)内的多个电压值、频率值和相位值，并将数据发送至电源参数补偿单元；
[0081]
所述根据发电机组产生电源的电压值在一定时间内的变化量和/或频率值在一定时间内的变化量和/或相位值在一定时间内的变化量计算参数动态变化参考值，是：根据电压值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值、根据频率值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值、根据相位值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值、根据电压值和频率值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值、根据电压值和相位值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值、根据频率值和相位值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值、根据电压值和频率值和相位值在一定时间内的变化量与参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值的任一项，电源参数值(包括电压值、频率值和相位值)在一定时间内的变化量是指设定时间段内各相邻采样时刻参数值变化量的平均值、设定时间段内各相邻采样时刻参数值变化量的最小值、设定时间段内各相邻采样时刻参数值变化量的最大值、设定时间段内各相邻采样时刻参数值变化值的方差的任一项或多项组合计算的值。本实施例中，事先设置一定时间为1秒，计算电压值和/或频率值和/或相位值在相邻采样时刻的变化量，根据多个相邻采样时刻的变化量的平均值得到电压值和/或频率值和/或相位值在一定时间内的变化量，电源参数值(包括电压值、频率值和相位值)在一定时间内的变化量用变量u表示，根据电压值和/或频率值和/或相位值在一定时间内的变化量与电源参数动态变化参考值的正相关关系计算参数动态变化参考值，参数动态变化参考值用变量b表示，例如
计算参数动态变化参考值b＝r1
·
u，其中r1是根据事先多次测试数据训练得到的计算系数，该计算系数表示电压值和/或频率值和/或相位值的不稳定性影响程度；或者计算参数动态变化参考值b＝r2
·ur3
，r2、r3(r3》0)是根据事先多次测试数据训练得到的计算系数，该计算系数表示电压值和/或频率值和/或相位值的不稳定性影响程度。
[0082]
所述根据参数动态变化参考值将发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值是采用现有的电源补偿技术方案，根据电源参数动态变化参考值b计算所要补偿的电源参数值，包括电压值和/或频率值和/或相位值，根据每个时刻的补偿电源参数值(电压值、频率值、相位值)生成补偿电源，将补偿电源与原电机组产生的电源叠加，使得叠加后电源的电压值和/或频率值和/或相位值为目标参数值(根据不同的电网类型和电网特性具有不同的目标参数值，例如根据水电、风电、火电特性设置不同的目标参数值)。
[0083]
另一种优选实施方式中，还包括同期预测装置；所述同期预测装置用于预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点。本实施例中，同期预测装置可以设置在旁路接入设备或供电电源设备中，也可以作为独立设备运行，同期预测装置包括同期数据采集单元和数据预测单元，同期数据采集单元用于采集供电电源设备产生电源的参数和主网电源参数，数据预测单元运行预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点的程序。所述程序执行根据主网电源参数和供电电源参数预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点的方法，包括步骤：
[0084]
根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率计算频率同步时间点；
[0085]
根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与设置的阈值范围的偏差程度计算电气偏差值；
[0086]
当电气偏差值在设置的容许范围内时，预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点为频率同步时间点；当电气偏差值超出设置的容许范围时，根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率和/或电压差变化率和/或相位角变化率计算供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点。
[0087]
优选地，所述根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率计算频率同步时间点，包括步骤：
[0088]
获取设定时间段内供电电源设备产生电源与主网电源在每个采样时刻的频率差；
[0089]
计算每个采样时刻的频率差与事先设置的频率阈值的差值；
[0090]
根据每个采样时刻的差值计算差值变化曲线，即同期预测曲线；
[0091]
根据同期预测曲线与横坐标的交点对应的横坐标值计算频率同步时间点。
[0092]
本实施例中，同期数据采集单元采集设定时间段(例如从当前时刻开始的10秒之内)内每个采样时刻供电电源设备产生电源与主网电源的频率差fi，i表示采样时刻序号；
[0093]
计算每个采样时刻的频率差fi与事先设置的阈值范围(0-f)的差值hi，hi＝f
i-f；
[0094]
根据每个采样时刻的差值hi计算差值变化曲线，称为同期预测曲线，横坐标表示采样时刻序号值，纵坐标表示差值hi；在实际应用中，通过不断调节发电机组的输出电压和频率进行并网，根据不同的发电机调节幅度和调节规范具有不同的差值变化曲线，基于当前差值变化曲线进行同期预测可以有效预测出当前调节幅度下达到频率同步的时间点。
[0095]
根据同期预测曲线与横坐标轴的交点对应的横坐标值计算频率同步时间点tf。
[0096]
以某个时刻作为起点，选取前4个采样时刻内差值hi分别为1，0.7，0.5，0.35，以此得到曲线示意图如图2所示，曲线与横坐标的交点对应的横坐标值为t6，即频率同步时间点tf＝t6(第6个采样时刻)。
[0097]
优选地，所述根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与设置的阈值范围的偏差程度计算电气偏差值，包括步骤：
[0098]
根据电源正弦波信号的频率、电压和相位的关系计算供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角；
[0099]
根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与事先设置的电压差/相位角阈值范围的偏差程度计算电气偏差值。
[0100]
本实施例中，所述根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差和/或相位角与事先设置的电压差/相位角阈值范围的偏差程度计算电气偏差值，是：根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差与事先设置的电压差阈值范围的偏差值(与阈值范围边界值的差值)或偏差比例(差值与阈值范围的比值)与电气偏差值的正相关关系计算电气偏差值、根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的相位角与事先设置的相位角阈值范围的偏差值(与阈值范围边界值的差值)或偏差比例(差值与阈值范围的比值)与电气偏差值的正相关关系计算电气偏差值、根据供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差与事先设置的电压差阈值范围的偏差值(与阈值范围边界值的差值)或偏差比例(差值与阈值范围的比值)和供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的相位角与事先设置的相位角阈值范围的偏差值(与阈值范围边界值的差值)或偏差比例(差值与阈值范围的比值)的加权和或乘积与电气偏差值的正相关关系计算电气偏差值的任一项。例如，供电电源设备产生电源与主网电源在频率同步时间点的电压差与事先设置的电压差阈值范围的偏差值用变量p表示，电气偏差值用变量c表示。一种优选实施方式中，计算电气偏差值c＝g1
·
p，其中g1是根据事先多次测试数据训练得到的计算系数，该计算系数表示电压偏差对电气偏差的影响程度。另一优选实施方式中，计算电气偏差值c＝g2
·
p
g3
，其中g2、g3(g3》0)是根据事先多次测试数据训练得到的计算系数，计算系数表示电压偏差对电气偏差的影响程度。
[0101]
事先根据不同主网类型和电网特性设置不同的电气偏差容许范围，例如电气偏差容许范围为(-1，1)。
[0102]
当电气偏差值c在电气偏差容许范围内时，即-1《c《1时，将预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点为频率同步时间点tf。此时，直接将频率同步时间点作为预测的同期时间点，相比电气领域的常规预测手段，降低了预测的计算复杂度。
[0103]
当电气偏差值c超出电气偏差容许范围时，即c≤-1或c≥1时，根据供电电源设备产生电源与主网电源在设定时间段内的频率差变化率和/或电压差变化率和/或相位角变化率计算供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，包括步骤：
[0104]
根据设定时间段内每个采样时刻的频率差和/或电压差和/或相位角与设置的阈值范围的差值计算频率差值变化曲线和/或电压差值变化曲线和/或相位差值变化曲线；
[0105]
根据频率差值变化曲线和/或电压差值变化曲线和/或相位差值变化曲线与横坐标轴的交点对应的横坐标值计算频率同步时间点和/或电压同步时间点和/或相位同步时间点。
[0106]
比较频率同步时间点、电压同步时间点和相位同步时间点并按照时间先后顺序排列成同期队列；
[0107]
将同期队列末位的时间点作为供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点。
[0108]
本实施例中，同期数据采集单元采集设定时间段内每个采样时刻的频率差和/或电压差和/或相位角；计算每个采样时刻的频率差和/或电压差和/或相位角与事先设置的频率差和/或电压差和/或相位角阈值范围的差值；根据每个采样时刻的差值计算频率差值变化曲线和/或电压差值变化曲线和/或相位差值变化曲线，横坐标表示采样时刻序号值，纵坐标表示差值，将一条或多条变化曲线与横坐标轴的交点按照坐标轴顺序排列形成同期队列，同期队列末位的时间点即为预测的供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点。
[0109]
本发明实施例的另一种保供电区域内不间断供电系统，包括供电电源设备、旁路接入设备、线路分支开关、同步装置、供电电源参数修正装置和同期预测装置，系统结构示意图如图3所示。
[0110]
一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时使计算机执行上述任一种方法。
[0111]
本发明实施例的一种保供电区域内不间断供电方法，流程图如图4所示，其特征在于，包括：
[0112]
主网断开前，启动供电电源设备的发电机组，供电电源参数修正装置根据上述方法将供发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值后，供电电源设备的升压装置将供电电源设备产生电源的电压和频率提升到与主网电源的电压差和频率差在设置的阈值范围之内；同步装置根据上述方法将主网电源数据与本地供电电源数据同步后，同期预测装置根据上述的方法预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，在该时间点接通供电电源设备的发电机并网开关；
[0113]
主网恢复时，同步装置根据上述方法将主网电源数据与本地供电电源数据同步；同期预测装置根据上述的方法预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，在该时间点接通旁路接入设备中的旁路开关。
[0114]
本实施例中，以某区域内电力主网为例，各个设备之间的连接方式是使用10kv分流线(例如带快插的柔性电缆)以带电方式连接，供电电源设备与旁路接入设备的连接方式有三种：工程电缆连接、快速插拔接头连接、肘型电缆插拔件连接。通过启动发电车，即供电电源设备的发电机组，在发电机组的低压断路器母排上核对相序，相序正确后，将发电机切换于自动状态。供电电源参数修正装置根据上述方法将供发电机组产生的电源参数值修正为目标参数值。供电电源设备的升压装置将供电电源设备产生电源的电压和频率提升到与主网电源的电压差和频率差在设置的阈值范围之内，通常发电机组产生的是电压400伏、频率50hz的低压电源，需要通过供电电源设备的升压装置将电压提升到10千伏附近。同步装置将主网电源数据与供电电源产生电源数据同步后，同期预测装置根据同步后的数据预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，在该时间点接通供电电源设备的发电机并网开关(即供电电源设备的发电机并网开关自动闭合)，此时供电电源设备成功带电并入10千伏电网运行。最后断开线路分支开关，主网断电(工程中在分支开关的电网侧
挂一组接地线)，由供电电源设备产生的电源单独对保供电区域进行供电。
[0115]
当电网检修结束后，需要无缝恢复主网供电。同步装置根据上述方法将主网电源数据与供电电源产生电源数据同步，同期预测装置根据上述的方法预测供电电源设备产生电源与主网电源达到同期状态的时间点，在该时间点接通旁路接入设备中的旁路开关(即旁路接入设备的旁路开关自动闭合)，此时供电电源设备产生电源带电并入主网。再接通线路分支开关(移除分支开关的电网侧接地线)，主网电源和供电电源设备产生电源同时对保供电区域供电，最后关闭供电电源设备，由主网电源单独对保供电区域进行供电，实现由供电电源设备单独给保供电区域供电无缝恢复主网给保供电区域供电。
[0116]
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。