一種逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微型電網(wǎng)或逆變型分布式電源的孤島檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種 逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著微電網(wǎng)的發(fā)展以及分布式電源的大量接入，孤島發(fā)生的可能性越來越大，由 于非計(jì)劃孤島對用戶及系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)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(hù)是必需的。反孤島保護(hù)的基礎(chǔ)就是孤島檢測，孤島檢測是微電網(wǎng)由非計(jì)劃孤島向 計(jì)劃孤島運(yùn)行轉(zhuǎn)移的前提，也對改變微電網(wǎng)內(nèi)控制策略和保護(hù)配置有著重要的作用。
[0003] 現(xiàn)有的孤島檢測方法主要分為三類：被動(dòng)檢測法、主動(dòng)檢測法以及基于通訊技術(shù) 的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測法。被動(dòng)檢測法又稱內(nèi)部無源法，由于孤島形成前后公共耦合點(diǎn)（PCCA) 的電氣量會(huì)發(fā)生變化，該方法主要就是通過觀察電網(wǎng)的電壓、頻率的變化來判斷有無孤島 產(chǎn)生。主動(dòng)檢測法又稱內(nèi)部有源法，該方法以控制分布式電源輸出一個(gè)擾動(dòng)，并監(jiān)測系統(tǒng)的 響應(yīng)來判斷非計(jì)劃孤島是否發(fā)生。開關(guān)狀態(tài)檢測法主要利用通信手段，或者檢測斷路器的 開斷狀態(tài)，或者在電網(wǎng)側(cè)發(fā)出載波信號(hào)，而安裝在DG側(cè)的接收器將根據(jù)這些信號(hào)的變化來 確定是否發(fā)生了孤島。但以上方法當(dāng)微電網(wǎng)的孤島運(yùn)行電壓與頻率符合電能質(zhì)量要求時(shí)， 會(huì)出現(xiàn)無法檢測到孤島發(fā)生的現(xiàn)象，這就是檢測盲區(qū)。雖然被動(dòng)檢測法原理簡單，但檢測盲 區(qū)大；主動(dòng)檢測法檢測盲區(qū)較小，但對電能質(zhì)量的影響較大；開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測法無盲區(qū)、不影 響電能質(zhì)量，但實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜或是經(jīng)濟(jì)性差。
[0004] 當(dāng)微電網(wǎng)運(yùn)行在這些所謂的孤島檢測盲區(qū)的時(shí)候，孤島內(nèi)的電能質(zhì)量和電能供應(yīng) 其實(shí)是可以滿足用戶和負(fù)載要求的。并且當(dāng)微電網(wǎng)的概念提出之后，由于鼓勵(lì)分布式電源 在大電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)孤島運(yùn)行，以便繼續(xù)為用戶供電，減小停電面積，因此位于檢測盲區(qū)內(nèi) 的孤島是不應(yīng)該被破壞的。出于不破壞孤島狀態(tài)的目的，目前絕大多數(shù)的主動(dòng)檢測法對于 微電網(wǎng)的孤島檢測都不再適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島 檢測方法。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)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(wǎng)逆變器上，逆變型分布式電源在公共耦 合點(diǎn)處與電網(wǎng)相連，同時(shí)公共耦合點(diǎn)處連接有等效負(fù)載且安裝有頻率傳感器，所述的方法 包括按順序執(zhí)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(diǎn)處的頻率傳感器采集頻率信 號(hào)，并傳輸給安裝在并網(wǎng)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(wǎng)逆變器上的孤島檢測裝置判斷 頻率f是否超出電網(wǎng)允許值范圍，如果判斷結(jié)果為"是"，則下一步進(jìn)入S9階段，否則下一步 進(jìn)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(nèi)，如果判 斷結(jié)果為"是"，則下一步進(jìn)入S07階段，否則下一步進(jìn)入S4階段；
[0010] 步驟4)頻率控制成為負(fù)反饋的S4階段：此時(shí)，頻率f在允許范圍內(nèi)，但角頻率co 不在設(shè)定的正常范圍即門檻值內(nèi)，令頻率控制為負(fù)反饋即B(k) = -1 ;
[0011] 步驟5)計(jì)算無功功率的S5階段；計(jì)算無功功率Qinv(k);
[0012] 步驟6)判斷頻率超出門檻值次數(shù)的S6階段：判斷0. 1秒時(shí)間內(nèi)頻率是否連續(xù)出 現(xiàn)3次超出門檻值，如果判斷結(jié)果為"是"，則下一步進(jìn)入S09階段，否則下一步重新進(jìn)入Sl 階段；
[0013] 步驟7)頻率控制成為正反饋的S7階段；此時(shí)頻率運(yùn)行在正常范圍內(nèi)，令頻率控制 為正反饋，即B(k) = 1，下一步進(jìn)入S8階段；
[0014] 步驟8)計(jì)算無功功率的S8階段；計(jì)算無功功率Qinv(k)，下一步重新進(jìn)入Sl階 段，進(jìn)行下一個(gè)控制周期的頻率測量；
[0015] 步驟9)確認(rèn)孤島產(chǎn)生的S9階段：確認(rèn)孤島產(chǎn)生，本流程至此結(jié)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(diǎn)的電壓 角頻率，所設(shè)定的頻率〖的門檻值范圍一定要在電網(wǎng)運(yùn)行可允許的范圍之內(nèi)，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(jì)算方法如下：由于B(k) =-1，本計(jì) 算周期內(nèi)對逆變器輸出無功功率控制的計(jì)算公式為
I，角頻率 ? (k)會(huì)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(jì)算方法如下：由于B(k) = 1，本計(jì) 算周期內(nèi)對逆變器輸出無功功率控制的計(jì)算公式為，角頻率 ? (k)會(huì)朝著遠(yuǎn)離工頻角頻率《。的方向變化。
[0019] 本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法的效果：
[0020] 本發(fā)明通過功頻正負(fù)反饋控制的不斷更替，既不破壞孤島運(yùn)行狀態(tài)，還能夠快速 檢測到孤島的產(chǎn)生，對于微電網(wǎng)發(fā)生非計(jì)劃性孤島時(shí)快速向計(jì)劃孤島轉(zhuǎn)變具有積極意義， 對于微電網(wǎng)內(nèi)部電力用戶而言能夠減少停電時(shí)間與頻率，增產(chǎn)保質(zhì)。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法所采用的孤島測 試裝置主電路拓?fù)鋱D；
[0022] 圖2是本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢 測方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法所采用的孤 島測試裝置主電路拓?fù)鋱D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(wǎng)逆變 器上，逆變型分布式電源在公共耦合點(diǎn)（PCC點(diǎn)）處與電網(wǎng)相連且安裝有頻率傳感器，同時(shí) PCC點(diǎn)處連接有等效負(fù)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(gòu)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(bǔ)償?shù)脑鲆嫦禂?shù)，《表示角頻率，《。表示工頻角頻率。k表 示控制周期次數(shù)，k-1表示上一個(gè)控制周期，和CO_是算法設(shè)定的孤島角頻率門檻值。 因此，在這樣的控制策略下，每一個(gè)控制周期內(nèi)逆變器輸出的無功功率相較上一個(gè)控制周 期都會(huì)發(fā)生變化。
[0029] 如圖2所示，本發(fā)明提供的逆變型分布式電源功頻滯環(huán)孤島檢測方法包括按順序 執(zhí)行的下列步驟