一種孤島檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及分布式發電孤島檢測技術領域，具體設及一種孤島檢測方法。
【背景技術】
[0002] 當今分布式能源發展一定程度上依賴于分布式發電系統的運行條件和保護系統。 分布式發電并網產生了許多問題，其中一個被廣泛研究的就是孤島現象。孤島是電網斷開 后，負載由分布式發電系統自給供電的狀態。非計劃孤島會供電和配電設備W及用戶造成 嚴重的損害，而且會成為電網維修人員的安全威脅。因此，在分布式發電系統的保護設備 中，孤島檢測的功能是必不可少的。目前國內外研究提出的多種檢測方法可W被歸為S大 類；基于遠程通信的檢測方法，被動型檢測方法W及主動型檢測方法。
[0003] 基于遠程通訊的檢測方法利用電力載波通信技術在電網側檢測，檢測的可靠性高 但設備投資大；被動型方法通過檢測孤島形成前后公共禪合點（PCC)的電氣量發生的變化 來實現，主要包括過/欠電壓保護（0/UVP)，過/欠頻率保護（0/UF巧，電壓相位跳變檢測 法（PJD)，頻率變化率檢測法（ROOF)等，此種方法不會對電網產生影響，但是盲區大的缺 點不容忽視，當分布式電源的輸出功率與負載的功率相匹配時，PCC點的電壓和頻率變化較 小，上述方法檢測失敗。主動型方法是通過對分布式電源的輸出端注入擾動，監測相關量的 變化來判斷孤島；因此在功率匹配度較高時，此種方法也能成功檢測，即盲區較小。主動型 方法主要包括滑模頻率偏移法（SM巧，主動頻率偏移法（AFD)，Sandia頻率偏移法（SF巧等； 但是與被動型方法相比，會降低電能質量且增加檢測時間。結合主被動兩種方法形成混合 型的檢測方法，不僅能夠兼具主被動的方法優點，還能克服各自的缺點，但是目前有效的混 合型的檢測方法研究還不夠深入。因此，需要一種有效使用的混合型孤島檢測方法，能夠準 確快速地檢測孤島，且減小對電能質量的影響。
【發明內容】
[0004] 為了實現無盲區且電能質量影響小的孤島檢測，本發明提出了一種孤島檢測方 法，既能避免頻率變化率檢測法存在的誤檢測及盲區大的缺點，也能消除滑模頻率偏移法 對電網電能質量帶來的影響。
[0005] 本發明的技術方案為：
[0006] 一種孤島檢測方法，包括如下步驟：
[0007] 步驟一；采集分布式發電系統公共禪合點電壓波形Vp。。，測量電壓波形頻率f;
[0008] 步驟二：計算平均電壓頻率變化率Af;
[0009] 步驟比較平均電壓頻率變化率Af與頻率變化率闊值a，輸出控制逆變器輸出 電流的控制信號Col;
[0010] 步驟四；判斷分布式發電系統運行是否存在孤島狀態：若Col= 0,頻率變化檢測 器判斷為非孤島狀態，則輸出與電網電壓同頻同相的d軸參考電流值1&。濟q軸參考電流 值Iquf，并轉至步驟一繼續檢測；若Col= 1，則頻率變化檢測器判斷為可能孤島狀態，輸出 移相后的d軸參考電流值/,;w和q軸參考電流值，利用滑膜頻率偏移法進一步判斷是否 存在孤島狀態。
[0011] 進一步，所述步驟二具體為：通過測量n個周期的PCC點的電壓頻率值f，計算平 均頻率變化率
【主權項】
1. 一種孤島檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一：采集分布式發電系統公共耦合點電壓波形vp。。，測量電壓波形頻率f ; 步驟二：計算平均電壓頻率變化率Af ; 步驟三：比較平均電壓頻率變化率Af與頻率變化率閾值α，輸出控制逆變器輸出電流 的控制信號Col ; 步驟四：判斷分布式發電系統運行是否存在孤島狀態：若Col = 0,頻率變化檢測器判 斷為非孤島狀態，則輸出與電網電壓同頻同相的d軸參考電流值Idref和q軸參考電流值 I^f，并轉至步驟一繼續檢測；若Col = 1，則頻率變化檢測器判斷為可能孤島狀態，輸出移 相后的d軸參考電流值/^和q軸參考電流值，利用滑膜頻率偏移法進一步判斷是否存 在孤島狀態。
2. 如權利要求1所述的一種孤島檢測方法，其特征在于，所述步驟二具體為：通過測量 η個周期的PCC點的電壓頻率值f，計算平均頻率變化率
3. 如權利要求1所述的一種孤島檢測方法，其特征在于，所述步驟三比較平均電壓頻 率變化率Af與頻率變化率閾值α : 若 Af < α，則 Col = 0 ; 若Af彡α，則比較電壓幅值Vt與預設電壓最小值V min:若V t彡V min，則Col = 0 ;若Vt > Vmin，則 Col = 1〇
4. 如權利要求3所述的一種孤島檢測方法，其特征在于，所述預設電壓最小值為 0. 85p. u.。
5. 如權利要求1-4任意一項所述的一種孤島檢測方法，其特征在于，所述步驟四中， 利用滑膜頻率偏移法判斷是否存在孤島狀態：通過對逆變器的輸出電流引入相位偏移角 Θ SMS，使得電網斷開后公共耦合點電壓頻率f增大，再引起Θ SMS增加，這個正反饋的過程會 使電壓頻率偏移不斷增加，直至逆變器輸出電壓頻率值f超過閥值β，判斷為孤島狀態，其 中，相位偏移角為'
θπ為逆變器電流允許的最大相移；f mS逆變器 電流產生最大相移時對應的頻率，fg為電網頻率，f為公共耦合點電壓頻率。
6. 如權利要求5所述的一種孤島檢測方法，其特征在于，所述電壓頻率閾值為β min= 49. 5Ηζ，β max= 50. 5Hz。
【專利摘要】本發明公開了一種孤島檢測方法，包括以下步驟：采集公共耦合點的電壓波形并測量頻率值，通過一定周期計算平均變化率得到判斷信號，將判斷信號與預設變化率的閥值相比較輸出控制信號，由控制信號選擇輸出的逆變器的參考信號，在頻率變化率檢測法判斷為可能孤島的情況引入相位偏移后的參考電流，實現滑膜頻率偏移法的進一步檢測，否則為無偏移的參考電流，系統正常運行。本發明提出的孤島檢測方法，具有減小檢測盲區，減小對系統電能質量的影響且提高檢測速度的優點。
【IPC分類】G01R31-00
【公開號】CN104865479
【申請號】CN201510330135
【發明人】顧文, 徐鋼, 高蕾, 楊宏宇, 王成亮, 唐一銘, 李辰龍, 杜先波
【申請人】江蘇方天電力技術有限公司, 國家電網公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月15日