一種逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微型電網或逆變型分布式電源的孤島檢測技術領域，特別是涉及一種 逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法。
【背景技術】
[0002] 隨著微電網的發展以及分布式電源的大量接入，孤島發生的可能性越來越大，由 于非計劃孤島對用戶及系統會產生諸多不利影響，因此基于供電安全可靠方面的考慮，反 孤島保護是必需的。反孤島保護的基礎就是孤島檢測，孤島檢測是微電網由非計劃孤島向 計劃孤島運行轉移的前提，也對改變微電網內控制策略和保護配置有著重要的作用。
[0003] 現有的孤島檢測方法主要分為三類：被動檢測法、主動檢測法以及基于通訊技術 的開關狀態監測法。被動檢測法又稱內部無源法，由于孤島形成前后公共耦合點（PCCA) 的電氣量會發生變化，該方法主要就是通過觀察電網的電壓、頻率的變化來判斷有無孤島 產生。主動檢測法又稱內部有源法，該方法以控制分布式電源輸出一個擾動，并監測系統的 響應來判斷非計劃孤島是否發生。開關狀態檢測法主要利用通信手段，或者檢測斷路器的 開斷狀態，或者在電網側發出載波信號，而安裝在DG側的接收器將根據這些信號的變化來 確定是否發生了孤島。但以上方法當微電網的孤島運行電壓與頻率符合電能質量要求時， 會出現無法檢測到孤島發生的現象，這就是檢測盲區。雖然被動檢測法原理簡單，但檢測盲 區大；主動檢測法檢測盲區較小，但對電能質量的影響較大；開關狀態監測法無盲區、不影 響電能質量，但實現起來較為復雜或是經濟性差。
[0004] 當微電網運行在這些所謂的孤島檢測盲區的時候，孤島內的電能質量和電能供應 其實是可以滿足用戶和負載要求的。并且當微電網的概念提出之后，由于鼓勵分布式電源 在大電網出現故障時孤島運行，以便繼續為用戶供電，減小停電面積，因此位于檢測盲區內 的孤島是不應該被破壞的。出于不破壞孤島狀態的目的，目前絕大多數的主動檢測法對于 微電網的孤島檢測都不再適用。
【發明內容】
[0005] 為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種逆變型分布式電源功頻滯環孤島 檢測方法。
[0006] 為了達到上述目的，本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法所采 用的孤島檢測裝置安裝在逆變型分布式電源的并網逆變器上，逆變型分布式電源在公共耦 合點處與電網相連，同時公共耦合點處連接有等效負載且安裝有頻率傳感器，所述的方法 包括按順序執行的下列步驟：
[0007] 步驟1)頻率測量的Sl階段：通過安裝在公共耦合點處的頻率傳感器采集頻率信 號，并傳輸給安裝在并網逆變器上的孤島檢測裝置；
[0008] 步驟2)判斷頻率范圍的S2階段：利用安裝在并網逆變器上的孤島檢測裝置判斷 頻率f是否超出電網允許值范圍，如果判斷結果為"是"，則下一步進入S9階段，否則下一步 進入S3階段；
[0009] 步驟3)判斷角頻率范圍的S3階段：判斷角頻率co是否在正常值范圍內，如果判 斷結果為"是"，則下一步進入S07階段，否則下一步進入S4階段；
[0010] 步驟4)頻率控制成為負反饋的S4階段：此時，頻率f在允許范圍內，但角頻率co 不在設定的正常范圍即門檻值內，令頻率控制為負反饋即B(k) = -1 ;
[0011] 步驟5)計算無功功率的S5階段；計算無功功率Qinv(k);
[0012] 步驟6)判斷頻率超出門檻值次數的S6階段：判斷0. 1秒時間內頻率是否連續出 現3次超出門檻值，如果判斷結果為"是"，則下一步進入S09階段，否則下一步重新進入Sl 階段；
[0013] 步驟7)頻率控制成為正反饋的S7階段；此時頻率運行在正常范圍內，令頻率控制 為正反饋，即B(k) = 1，下一步進入S8階段；
[0014] 步驟8)計算無功功率的S8階段；計算無功功率Qinv(k)，下一步重新進入Sl階 段，進行下一個控制周期的頻率測量；
[0015] 步驟9)確認孤島產生的S9階段：確認孤島產生，本流程至此結束。
[0016] 在步驟3)中，所述的判斷角頻率范圍的方法為：《 = 2f為公共耦合點的電壓 角頻率，所設定的頻率〖的門檻值范圍一定要在電網運行可允許的范圍之內，也就是要保 證 49. 5Hz〈f〈50. 5Hz。
[0017] 在步驟5)中，所述的無功功率Qinv(k)的計算方法如下：由于B(k) =-1，本計 算周期內對逆變器輸出無功功率控制的計算公式為
I，角頻率 ? (k)會朝著靠近工頻角頻率《。的方向變化。
[0018] 在步驟8)中，所述的無功功率Qinv(k)的計算方法如下：由于B(k) = 1，本計 算周期內對逆變器輸出無功功率控制的計算公式為，角頻率 ? (k)會朝著遠離工頻角頻率《。的方向變化。
[0019] 本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法的效果：
[0020] 本發明通過功頻正負反饋控制的不斷更替，既不破壞孤島運行狀態，還能夠快速 檢測到孤島的產生，對于微電網發生非計劃性孤島時快速向計劃孤島轉變具有積極意義， 對于微電網內部電力用戶而言能夠減少停電時間與頻率，增產保質。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法所采用的孤島測 試裝置主電路拓撲圖；
[0022] 圖2是本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢 測方法進行詳細說明。
[0024] 如圖1所示，本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法所采用的孤 島測試裝置主電路拓撲圖如圖1所示，孤島檢測裝置安裝在逆變型分布式電源的并網逆變 器上，逆變型分布式電源在公共耦合點（PCC點）處與電網相連且安裝有頻率傳感器，同時 PCC點處連接有等效負載。
[0025] 首先對逆變型分布式電源的逆變器控制策略加以改造，構造逆變型分布式電源輸 出的無功功率如下式所示：
[0028]其中，A(k)表示無功補償的增益系數，《表示角頻率，《。表示工頻角頻率。k表 示控制周期次數，k-1表示上一個控制周期，和CO_是算法設定的孤島角頻率門檻值。 因此，在這樣的控制策略下，每一個控制周期內逆變器輸出的無功功率相較上一個控制周 期都會發生變化。
[0029] 如圖2所示，本發明提供的逆變型分布式電源功頻滯環孤島檢測方法包括按順序 執行的下列步驟