專利名稱：一種雙向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到新能源發(fā)電系統(tǒng)，尤其是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器應(yīng)用領(lǐng)域的孤島檢測(cè)技術(shù)。
背景技術(shù)：
在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏陣列產(chǎn)生的電能經(jīng)過(guò)電能轉(zhuǎn)換裝置——光伏并網(wǎng)逆變器后并入電網(wǎng)，其系統(tǒng)圖見(jiàn)附圖
I所示。并網(wǎng)逆變器的輸出經(jīng)隔離變壓器后與電網(wǎng)相連，其連接點(diǎn)稱為公共耦合點(diǎn)PCC。當(dāng)電網(wǎng)由于電氣故障、誤操作或自然因素等原因中斷供電時(shí)，并網(wǎng)逆變器若不能 及時(shí)檢測(cè)到電網(wǎng)掉電而繼續(xù)向外輸送能量時(shí)，就會(huì)形成局部帶有發(fā)電裝置和負(fù)載的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而形成孤島，孤島的發(fā)生一般是不可預(yù)測(cè)的，并且會(huì)帶來(lái)很大的危害，因此在分布式發(fā)電系統(tǒng)控制方法中，需要有防孤島檢測(cè)方法。目前孤島檢測(cè)方法主要有被動(dòng)式檢測(cè)法和主動(dòng)式檢測(cè)法。被動(dòng)式孤島檢測(cè)法是利用電網(wǎng)斷電時(shí)逆變器輸出電壓幅值、頻率、相位等的變化進(jìn)行孤島效應(yīng)檢測(cè)。當(dāng)并網(wǎng)逆變器輸出的有功功率不等于本地負(fù)載所消耗的有功功率，此時(shí)電網(wǎng)從有電轉(zhuǎn)換到掉電狀態(tài)時(shí)，并網(wǎng)逆變器輸出側(cè)電壓產(chǎn)生變化；當(dāng)并網(wǎng)逆變器輸出的無(wú)功功率不等于本地負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，此時(shí)電網(wǎng)從有電轉(zhuǎn)換到掉電狀態(tài)時(shí)，并網(wǎng)逆變器輸出側(cè)頻率產(chǎn)生變化。但是當(dāng)并網(wǎng)逆變器輸出的有功功率和無(wú)功功率分別等于本地負(fù)載所消耗的有功功率和無(wú)功功率，電網(wǎng)從有電到掉電時(shí)，逆變器輸出側(cè)電壓幅值與頻率不變，被動(dòng)式孤島檢測(cè)法將無(wú)法檢測(cè)到孤島，因此，被動(dòng)式孤島檢測(cè)法存在孤島檢測(cè)盲區(qū)。主動(dòng)式孤島檢測(cè)法是對(duì)并網(wǎng)逆變器的輸出引入擾動(dòng)，使得孤島發(fā)生后公共耦合點(diǎn)的電氣參數(shù)發(fā)生變化，從而確定孤島發(fā)生。主動(dòng)式孤島檢測(cè)法通常采用頻率擾動(dòng)法、諧波注入法等，這類檢測(cè)方法能夠提高檢測(cè)效率，減小檢測(cè)盲區(qū)，但這類方法對(duì)并網(wǎng)電能質(zhì)量有一定的影響，增加并網(wǎng)波形諧波。傳統(tǒng)單方向有功功率擾動(dòng)方法屬于主動(dòng)式檢測(cè)方法，該方法會(huì)導(dǎo)致逆變器輸入側(cè)偏離正常工作點(diǎn)，尤其在光伏并網(wǎng)逆變器中，通常通過(guò)光伏并網(wǎng)逆變器的功率控制，使光伏陣列工作在最大功率點(diǎn)，若采用傳統(tǒng)單方向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)法將會(huì)使光伏陣列偏離最大功率點(diǎn)運(yùn)行，光伏陣列將工作在MPPT (maximum power pointtracking)與單方向有功功率擾動(dòng)的某一平衡點(diǎn)上(見(jiàn)附圖2)，偏離最大功率點(diǎn)，降低系統(tǒng)效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了能有效消除被動(dòng)式孤島檢測(cè)法的檢測(cè)盲區(qū)，減小主動(dòng)式孤島保護(hù)法對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的影響，同時(shí)，在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中減小對(duì)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(dòng)的主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法，其不僅能夠及時(shí)有效地檢測(cè)出孤島現(xiàn)象，并且在公共耦合點(diǎn)處引入的諧波很小。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案
在并網(wǎng)電流中加入正負(fù)Λ I的擾動(dòng)量，計(jì)算Uold和Unew的差值絕對(duì)值，將Uold和Unew的差值絕對(duì)值與設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較,Uold和Unew的差值絕對(duì)值連續(xù)大于設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值的次數(shù)大于或等于設(shè)定值，則檢測(cè)到孤島。進(jìn)一步，在并網(wǎng)電流中加入正負(fù)Λ I的擾動(dòng)量，出現(xiàn)孤島時(shí)，Uold和Unew的差值會(huì)隨之出現(xiàn)正負(fù)，將Uold和Unew的差值取絕對(duì)值后與設(shè)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(duì)值大于設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值，則該時(shí)刻逆變器輸出側(cè)電壓異常，連續(xù)出現(xiàn)異常情況并累計(jì)到允許的次數(shù)，則進(jìn)行孤島保護(hù)。該方法具體包括以下步驟I) 一個(gè)工頻周期內(nèi)，通過(guò)電壓有效值計(jì)算公式
權(quán)利要求
1.一種雙向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)方法，其特征在于在并網(wǎng)電流中加入正負(fù)ΛΙ的擾動(dòng)量，計(jì)算Uold和Unew的差值絕對(duì)值，將Uold和Unew的差值絕對(duì)值與設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較，Uold和Unew的差值絕對(duì)值連續(xù)大于設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值的次數(shù)大于或等于設(shè)定值，則檢測(cè)到孤島。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)方法，其特征在于包括以下步驟 1)一個(gè)工頻周期內(nèi)，通過(guò)電壓有效值計(jì)算公式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)方法，其特征在于步驟I)中，通過(guò)電壓有效值計(jì)算公式計(jì)算出并網(wǎng)逆變器輸出電壓的有效值，是在并網(wǎng)逆變器的輸出端等間距采樣η個(gè)電壓點(diǎn)，將這η個(gè)采樣的電壓點(diǎn)通過(guò)電壓有效值計(jì)算公式計(jì)算出并網(wǎng)逆變器輸出電壓的有效值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種雙向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)方法，其特征在于步驟6)中，設(shè)定次數(shù)值為大于I的整數(shù)，若要使系統(tǒng)孤島保護(hù)靈敏，則該設(shè)定次數(shù)值設(shè)置為小的整數(shù)；否則，該設(shè)定次數(shù)值設(shè)置為大的整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙向有功功率擾動(dòng)孤島檢測(cè)方法, 在并網(wǎng)電流中加入正負(fù)的擾動(dòng)量，計(jì)算 Uold和Unew的差值絕對(duì)值，將Uold和Unew的差值絕對(duì)值與設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值比較，Uold和Unew的差值絕對(duì)值連續(xù)大于設(shè)定的Uold和Unew電壓差的最大容許值的次數(shù)大于或等于設(shè)定值，則檢測(cè)到孤島。其不僅能夠及時(shí)有效地檢測(cè)出孤島現(xiàn)象，并且在公共耦合點(diǎn)處引入的諧波很小。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102879672SQ20121034496
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者包金英, 張章, 宋潔, 郭文明 申請(qǐng)人:中電普瑞科技有限公司