专利名称：一种双向有功功率扰动孤岛检测方法
技术领域：
本发明涉及到新能源发电系统，尤其是光伏并网发电系统中，并网逆变器应用领域的孤岛检测技术。
背景技术：
在光伏发电系统中，光伏阵列产生的电能经过电能转换装置——光伏并网逆变器后并入电网，其系统图见附图
I所示。并网逆变器的输出经隔离变压器后与电网相连，其连接点称为公共耦合点PCC。当电网由于电气故障、误操作或自然因素等原因中断供电时，并网逆变器若不能 及时检测到电网掉电而继续向外输送能量时，就会形成局部带有发电装置和负载的电网结构，从而形成孤岛，孤岛的发生一般是不可预测的，并且会带来很大的危害，因此在分布式发电系统控制方法中，需要有防孤岛检测方法。目前孤岛检测方法主要有被动式检测法和主动式检测法。被动式孤岛检测法是利用电网断电时逆变器输出电压幅值、频率、相位等的变化进行孤岛效应检测。当并网逆变器输出的有功功率不等于本地负载所消耗的有功功率，此时电网从有电转换到掉电状态时，并网逆变器输出侧电压产生变化；当并网逆变器输出的无功功率不等于本地负载所消耗的无功功率，此时电网从有电转换到掉电状态时，并网逆变器输出侧频率产生变化。但是当并网逆变器输出的有功功率和无功功率分别等于本地负载所消耗的有功功率和无功功率，电网从有电到掉电时，逆变器输出侧电压幅值与频率不变，被动式孤岛检测法将无法检测到孤岛，因此，被动式孤岛检测法存在孤岛检测盲区。主动式孤岛检测法是对并网逆变器的输出引入扰动，使得孤岛发生后公共耦合点的电气参数发生变化，从而确定孤岛发生。主动式孤岛检测法通常采用频率扰动法、谐波注入法等，这类检测方法能够提高检测效率，减小检测盲区，但这类方法对并网电能质量有一定的影响，增加并网波形谐波。传统单方向有功功率扰动方法属于主动式检测方法，该方法会导致逆变器输入侧偏离正常工作点，尤其在光伏并网逆变器中，通常通过光伏并网逆变器的功率控制，使光伏阵列工作在最大功率点，若采用传统单方向有功功率扰动孤岛检测法将会使光伏阵列偏离最大功率点运行，光伏阵列将工作在MPPT (maximum power pointtracking)与单方向有功功率扰动的某一平衡点上(见附图2)，偏离最大功率点，降低系统效率。
发明内容
为了能有效消除被动式孤岛检测法的检测盲区，减小主动式孤岛保护法对系统带来的影响，同时，在光伏并网系统中减小对光伏阵列输出功率的影响，本专利提出采用双向有功功率扰动的主动式孤岛检测方法，其不仅能够及时有效地检测出孤岛现象，并且在公共耦合点处引入的谐波很小。为了达到上述目的，本发明是采用以下技术方案
在并网电流中加入正负Λ I的扰动量，计算Uold和Unew的差值绝对值，将Uold和Unew的差值绝对值与设定的Uold和Unew电压差的最大容许值比较,Uold和Unew的差值绝对值连续大于设定的Uold和Unew电压差的最大容许值的次数大于或等于设定值，则检测到孤岛。进一步，在并网电流中加入正负Λ I的扰动量，出现孤岛时，Uold和Unew的差值会随之出现正负，将Uold和Unew的差值取绝对值后与设定的Uold和Unew电压差的最大容许值比较，若Uold和Unew差值的绝对值大于设定的Uold和Unew电压差的最大容许值，则该时刻逆变器输出侧电压异常，连续出现异常情况并累计到允许的次数，则进行孤岛保护。该方法具体包括以下步骤I) 一个工频周期内，通过电压有效值计算公式
权利要求
1.一种双向有功功率扰动孤岛检测方法，其特征在于在并网电流中加入正负ΛΙ的扰动量，计算Uold和Unew的差值绝对值，将Uold和Unew的差值绝对值与设定的Uold和Unew电压差的最大容许值比较，Uold和Unew的差值绝对值连续大于设定的Uold和Unew电压差的最大容许值的次数大于或等于设定值，则检测到孤岛。
2.根据权利要求I所述的一种双向有功功率扰动孤岛检测方法，其特征在于包括以下步骤 1)一个工频周期内，通过电压有效值计算公式
3.根据权利要求2所述的一种双向有功功率扰动孤岛检测方法，其特征在于步骤I)中，通过电压有效值计算公式计算出并网逆变器输出电压的有效值，是在并网逆变器的输出端等间距采样η个电压点，将这η个采样的电压点通过电压有效值计算公式计算出并网逆变器输出电压的有效值。
4.根据权利要求2所述的一种双向有功功率扰动孤岛检测方法，其特征在于步骤6)中，设定次数值为大于I的整数，若要使系统孤岛保护灵敏，则该设定次数值设置为小的整数；否则，该设定次数值设置为大的整数。
全文摘要
本发明公开了一种双向有功功率扰动孤岛检测方法, 在并网电流中加入正负的扰动量，计算 Uold和Unew的差值绝对值，将Uold和Unew的差值绝对值与设定的Uold和Unew电压差的最大容许值比较，Uold和Unew的差值绝对值连续大于设定的Uold和Unew电压差的最大容许值的次数大于或等于设定值，则检测到孤岛。其不仅能够及时有效地检测出孤岛现象，并且在公共耦合点处引入的谐波很小。
文档编号G01R31/00GK102879672SQ20121034496
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年7月11日
发明者包金英, 张章, 宋洁, 郭文明 申请人:中电普瑞科技有限公司