一種用于防孤島檢測系統(tǒng)的寄生參數(shù)補償算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)控制領(lǐng)域，具體設(shè)及一種用于防孤島檢測系統(tǒng)的寄生參數(shù)補 償算法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逐漸被人們接受，并且作為新的發(fā) 電技術(shù)并入電網(wǎng)，運導(dǎo)致了一種新問題的出現(xiàn)，即孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)是指當(dāng)電網(wǎng)由于人為 或者自然原因斷電時，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)無法檢測電網(wǎng)故障，繼續(xù)向負載供電，形成一個沒 有辦法控制的供電孤島。可能產(chǎn)生孤島現(xiàn)象有W下幾種情況：大電網(wǎng)或者配電網(wǎng)某處線路 斷開或開關(guān)跳閩，造成光伏并網(wǎng)系統(tǒng)與配電網(wǎng)上的負載形成獨立供電系統(tǒng)；光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 投閩開關(guān)自主或意外斷開，但是并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與本地網(wǎng)絡(luò)形成孤島運行；大電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) 停止運行導(dǎo)致整個電網(wǎng)停電，但是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)仍然連接在大電網(wǎng)，其輸出容量有可能維 持向電網(wǎng)供電。
[0003] 一般來說，孤島效應(yīng)可能對整個配電網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備及用戶端的設(shè)備造成不利影響， 包括：孤島中的電壓和頻率無法控制，能對用戶設(shè)備造成損壞；孤島中的線路和設(shè)備仍然 帶電，可能對維修人員造成危險；孤島中的負載容量與逆變器容量可能嚴重不匹配，將會對 并網(wǎng)逆變器及其他設(shè)備造成損壞；供電恢復(fù)時可能發(fā)生非同期合閩，會造成線路再次跳閩， 或者對逆變電源和其他與其相連的設(shè)備造成損壞；局部電網(wǎng)供電權(quán)責(zé)不清晰，易發(fā)生糾紛； 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)因單相供電而造成系統(tǒng)=相負載的欠相供電問題。
[0004] 由此可見，光伏并網(wǎng)逆變器必須能夠及時檢測出孤島狀態(tài)，并停止發(fā)電。但逆變器 能否精確檢測出孤島狀態(tài)并停止發(fā)電需開展防孤島檢測試驗，開展防孤島檢測試驗需采用 防孤島檢測系統(tǒng)。
[0005] 防孤島檢測系統(tǒng)主要由電阻陣列、電感陣列、電容陣列、控制系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、保護 系統(tǒng)等組成，電阻陣列、電感陣列、電容陣列，即化C負載是防孤島檢測系統(tǒng)的核屯、組成部 分。通常阻性負載采用新型合金電阻功耗組件，功率密度高、無紅熱現(xiàn)象，測試過程不會由 于長時間加載引起阻抗值的熱漂移，配合溫度監(jiān)控裝置及智能風(fēng)冷裝置，可W保證溫度保 持在75°CW下；感性負載采用磁路式電感器件，磁性強、材質(zhì)優(yōu)，每一個電感組件都經(jīng)過高 精度測量，保證每個加載檔位電感值準(zhǔn)確性，為防孤島保護測量在硬件上提供支撐；容性負 載采用CBB電容，無極性，絕緣阻抗很高，頻率響應(yīng)寬廣，介質(zhì)損失小，是實現(xiàn)容性負載加載 的關(guān)鍵器件。
[0006] 防孤島保護特性檢測原理如圖1所示，圖中化C負載即為防孤島檢測系統(tǒng)。
[0007] 防孤島檢測的步驟如下： (1) 防孤島能力測試應(yīng)選擇福照度達到標(biāo)準(zhǔn)福照度70%及W上的良好時段進行； (2) 防孤島能力測試點應(yīng)設(shè)置在光伏電站或單元發(fā)電模塊并網(wǎng)點處； (3) 通過功率測試裝置測量被測光伏電站的有功功率和無功功率輸出； (4) 依次投入防孤島檢測裝置的電感^電容C、電阻R，使得： LC消耗的無功功率等于被測電站發(fā)出的無功功率； 化C消耗的有功功率等于被測電站發(fā)出的有功功率； 化C諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為
流過網(wǎng)側(cè)開關(guān)K2的基波電流小于被測光伏電站輸出電流的5% ; (5) 斷開網(wǎng)側(cè)開關(guān)K2,通過數(shù)字示波器記錄被測光伏電站運行情況； (6) 讀取數(shù)字示波器和功率測試裝置數(shù)據(jù)進行分析，查看被測光伏電站在2秒或電網(wǎng) 企業(yè)指定時間內(nèi)是否與電網(wǎng)斷開連接。
[000引上述檢測步驟中：依次投入防孤島檢測裝置的電感^電容C、電阻R，使LC消耗的 無功功率等于被測電站發(fā)出的無功功率，化C消耗的有功功率等于被測電站發(fā)出的有功功 率。此時化C負載發(fā)生并聯(lián)諧振，諧振頻率f。的計算公式（4)如下：
理論條件下諧振頻率f。為50化左右，形成孤島后逆變器檢測出孤島狀態(tài)，啟動防孤島 保護停止發(fā)電。然而實際的電阻、電感和電容元件，不可能是理想的，存在著寄生電阻、寄生 電感、寄生電容。運將對諧振頻率f。產(chǎn)生影響，使其偏離50化，同時Qf不能滿足1 + 0. 05的 要求，當(dāng)形成孤島后，會觸動逆變器過/欠頻保護而停止發(fā)電，不能檢測出逆變器是否具備 防孤島保護功能。因此防孤島檢測系統(tǒng)必須考慮電阻、電感和電容寄生參數(shù)的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供了一種使諧振頻率及品質(zhì)因數(shù)滿足檢測要求、 精確有效的檢測光伏電站防孤島特性的用于防孤島檢測系統(tǒng)的寄生參數(shù)補償算法。
[0010] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下： 一種用于防孤島檢測系統(tǒng)的寄生參數(shù)補償算法，其步驟如下： 步驟1、測量防孤島能力的測試點，所述測試點即光伏電站或單元發(fā)電模塊并網(wǎng)點 處，得到輸出有功功率PeuT和輸出無功功率Qew，根據(jù)防孤島檢測裝置中化C諧振電路的 品質(zhì)因數(shù)Qf等于1的要求算出：電感加載功率電容加載功率
電阻加載功率町二Peut;
步驟2、根據(jù)需要的化、Qc、Pk加載功率設(shè)置化C負載的參數(shù)，即電阻值、電感值和電容 值，同時防孤島檢測系統(tǒng)檢測出所述測試點處的電壓U;步驟3、依據(jù)如下公式（1)，得出需 要加載的電感發(fā)出命令并完成加載；
其中，L表示需要加載的電感LgsA; U表示防孤島檢測系統(tǒng)檢測出的所述測試點處的電壓； Ql表示電感加載功率； ?表示角速度； 步驟4、測量得出實際加載的無功功率和電感寄生電阻產(chǎn)生的有功功率町； 步驟5、依據(jù)如下公式（2)，得出需要加載的電容CgsA，發(fā)出命令并完成加載； CN105116254A 況明 3/5 頁
其中，C表示需要加載的電容CgsA; U表示防孤島檢測系統(tǒng)檢測出的所述測試點處的電壓； Qc表示電容加載功率； ?表示角速度； 步驟6、測量得出實際加載的無功功率QcMS和電容寄生電阻產(chǎn)生的有功功率Pc; 步驟7、依據(jù)如下公式（3)，得出需要加載的電阻發(fā)出命令并完成加載；
其中，R表示需要加載的電阻RgflA; U表示防孤島檢測系統(tǒng)檢測出的所述測試點處的電壓； Pr表不電阻加載功率； 町表示電感寄生電阻產(chǎn)生的有功功率； Pc表示電容寄生電阻產(chǎn)生的有功功率； 步驟8、測量得出實際加載的有功功率和電阻寄生電感產(chǎn)生的無功功率祐； 步驟9、比較電感加載功率電與Q 的大小，調(diào)整需要加載的電感LS合，重復(fù)實施 步驟4 ; 比較電容加載功率Qe與Q eMS，調(diào)整需要加載的電容CgsA，重復(fù)實施步驟6 ; 比較町與PK? +町+P。調(diào)整需要加載的電阻咕合，重復(fù)實施步驟8 ; 步驟10、重復(fù)步驟9,直到品質(zhì)因數(shù)Qf滿足等于1 + 0. 05的要求，完成本次加載。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：針對電阻、電感和電容寄生參數(shù)會嚴重影響防孤島試驗結(jié) 果，為精確檢測光伏電站防孤島特性，本方法通過寄生參數(shù)補償算法補償化C負載的寄生 電阻、寄生電感、寄生電容，使諧振頻率及品質(zhì)因數(shù)滿足檢測要求，能夠精確檢測光伏電站 防孤島特性，寄生參數(shù)補償算例證明了該補償技術(shù)的有效性，避免由于諧振頻率f。觸動逆 變器過/欠頻保護而停止發(fā)電，從而導(dǎo)致的不能檢測出逆變器是否具備防孤島保護功能的 問題。
【附圖說明】
[0012] 圖1為防孤島保護特性檢測原理圖。 陽01引圖2為化C諧振電路中實際電阻的等效電路圖。
[0014] 圖3為化C諧振電路中實際電感的等效電路圖。
[0015] 圖4為化C諧振電路中實際電容的等效電路圖。
【具體實施方式】
[0016] W下結(jié)合具體實施例和說明書附圖1~4對本發(fā)明進行進一步詳細的敘述。 陽017] 如圖2所示，實際電阻的等效電路由理想電阻R、寄生電感L。、寄生電容C。組成；由 圖2可知，實際電阻在頻率f下的等效阻抗Z。的計算如公式（5)所示：
其中，Z。表示實際電阻在頻率f下的