專利名稱：一種雙向有功功率擾動孤島檢測方法
技術領域：
本發明涉及到新能源發電系統，尤其是光伏并網發電系統中，并網逆變器應用領域的孤島檢測技術。
背景技術：
在光伏發電系統中，光伏陣列產生的電能經過電能轉換裝置——光伏并網逆變器后并入電網，其系統圖見附圖
I所示。并網逆變器的輸出經隔離變壓器后與電網相連，其連接點稱為公共耦合點PCC。當電網由于電氣故障、誤操作或自然因素等原因中斷供電時，并網逆變器若不能 及時檢測到電網掉電而繼續向外輸送能量時，就會形成局部帶有發電裝置和負載的電網結構，從而形成孤島，孤島的發生一般是不可預測的，并且會帶來很大的危害，因此在分布式發電系統控制方法中，需要有防孤島檢測方法。目前孤島檢測方法主要有被動式檢測法和主動式檢測法。被動式孤島檢測法是利用電網斷電時逆變器輸出電壓幅值、頻率、相位等的變化進行孤島效應檢測。當并網逆變器輸出的有功功率不等于本地負載所消耗的有功功率，此時電網從有電轉換到掉電狀態時，并網逆變器輸出側電壓產生變化；當并網逆變器輸出的無功功率不等于本地負載所消耗的無功功率，此時電網從有電轉換到掉電狀態時，并網逆變器輸出側頻率產生變化。但是當并網逆變器輸出的有功功率和無功功率分別等于本地負載所消耗的有功功率和無功功率，電網從有電到掉電時，逆變器輸出側電壓幅值與頻率不變，被動式孤島檢測法將無法檢測到孤島，因此，被動式孤島檢測法存在孤島檢測盲區。主動式孤島檢測法是對并網逆變器的輸出引入擾動，使得孤島發生后公共耦合點的電氣參數發生變化，從而確定孤島發生。主動式孤島檢測法通常采用頻率擾動法、諧波注入法等，這類檢測方法能夠提高檢測效率，減小檢測盲區，但這類方法對并網電能質量有一定的影響，增加并網波形諧波。傳統單方向有功功率擾動方法屬于主動式檢測方法，該方法會導致逆變器輸入側偏離正常工作點，尤其在光伏并網逆變器中，通常通過光伏并網逆變器的功率控制，使光伏陣列工作在最大功率點，若采用傳統單方向有功功率擾動孤島檢測法將會使光伏陣列偏離最大功率點運行，光伏陣列將工作在MPPT (maximum power pointtracking)與單方向有功功率擾動的某一平衡點上(見附圖2)，偏離最大功率點，降低系統效率。
發明內容
為了能有效消除被動式孤島檢測法的檢測盲區，減小主動式孤島保護法對系統帶來的影響，同時，在光伏并網系統中減小對光伏陣列輸出功率的影響，本專利提出采用雙向有功功率擾動的主動式孤島檢測方法，其不僅能夠及時有效地檢測出孤島現象，并且在公共耦合點處引入的諧波很小。為了達到上述目的，本發明是采用以下技術方案
在并網電流中加入正負Λ I的擾動量，計算Uold和Unew的差值絕對值，將Uold和Unew的差值絕對值與設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較,Uold和Unew的差值絕對值連續大于設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值的次數大于或等于設定值，則檢測到孤島。進一步，在并網電流中加入正負Λ I的擾動量，出現孤島時，Uold和Unew的差值會隨之出現正負，將Uold和Unew的差值取絕對值后與設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較，若Uold和Unew差值的絕對值大于設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值，則該時刻逆變器輸出側電壓異常，連續出現異常情況并累計到允許的次數，則進行孤島保護。該方法具體包括以下步驟I) 一個工頻周期內，通過電壓有效值計算公式
權利要求
1.一種雙向有功功率擾動孤島檢測方法，其特征在于在并網電流中加入正負ΛΙ的擾動量，計算Uold和Unew的差值絕對值，將Uold和Unew的差值絕對值與設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較，Uold和Unew的差值絕對值連續大于設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值的次數大于或等于設定值，則檢測到孤島。
2.根據權利要求I所述的一種雙向有功功率擾動孤島檢測方法，其特征在于包括以下步驟 1)一個工頻周期內，通過電壓有效值計算公式
3.根據權利要求2所述的一種雙向有功功率擾動孤島檢測方法，其特征在于步驟I)中，通過電壓有效值計算公式計算出并網逆變器輸出電壓的有效值，是在并網逆變器的輸出端等間距采樣η個電壓點，將這η個采樣的電壓點通過電壓有效值計算公式計算出并網逆變器輸出電壓的有效值。
4.根據權利要求2所述的一種雙向有功功率擾動孤島檢測方法，其特征在于步驟6)中，設定次數值為大于I的整數，若要使系統孤島保護靈敏，則該設定次數值設置為小的整數；否則，該設定次數值設置為大的整數。
全文摘要
本發明公開了一種雙向有功功率擾動孤島檢測方法, 在并網電流中加入正負的擾動量，計算 Uold和Unew的差值絕對值，將Uold和Unew的差值絕對值與設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較，Uold和Unew的差值絕對值連續大于設定的Uold和Unew電壓差的最大容許值的次數大于或等于設定值，則檢測到孤島。其不僅能夠及時有效地檢測出孤島現象，并且在公共耦合點處引入的諧波很小。
文檔編號G01R31/00GK102879672SQ20121034496
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年7月11日
發明者包金英, 張章, 宋潔, 郭文明 申請人:中電普瑞科技有限公司