一种电网电压跌落的快速检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统和电力电子检测技术领域，尤其是一种电网电压跌落的快速 检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着光伏发电装机容量的不断增大，大型光伏电站不断增多，为了使光伏电站的 在电网跌落故障时能继续并网运行，很多国家的电力系统运行导则对光伏电站的低电压穿 越能力做出了规定。光伏电站在电网电压跌落情况下，必须能及时检测到三相电压的信息， 并采取相应的应对措施，确保光伏发电系统的继续安全运行。因此，电网电压跌落故障的快 速准确检测成为一个重要前提条件。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的之一是提供一种电网电压跌落的快速检测方法，以解决现有技术中 检测电网电压的实时性差的问题。
[0004] 在一些说明性实施例中，所述电网电压跌落的快速检测方法，包括：以采集到的三 相电压，利用空间直角坐标系推导出的检测模型计算出三相电压的瞬时向量，并根据所述 三相电压的瞬时向量计算出三相电压的模拟瞬时幅值；根据所述模拟瞬时幅值确定当前时 刻是否处于电网电压跌落。
[0005] 与现有技术相比，本发明的说明性实施例包括以下优点：
[0006] 检测效率高比传统的检测方法高，可以快速的检测出当前的瞬时电压，进行低电 压穿越控制，从而保证光伏发电系统的安全运行。
【附图说明】
[0007] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0008] 图1是按照本发明的说明性实施例的流程图；
[0009] 图2是按照本发明的说明性实施例的流程图；
[0010] 图3是按照本发明的说明性实施例的实际跌落三相电压与本文方法检测出的三 相电压的对比图；
[0011] 图4是按照本发明的说明性实施例的实际跌落三相电压与本文方法检测出的三 相电压的对比图；
[0012] 图5是按照本发明的说明性实施例的实际跌落A相电压与各种方法检测出的A相 电压的对比图。
【具体实施方式】
[0013] 在以下详细描述中，提出大量特定细节，以便于提供对本发明的透彻理解。但是， 本领域的技术人员会理解，即使没有这些特定细节也可实施本发明。在其它情况下，没有详 细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的理解。
[0014]目前，常用的电网电压跌落的检测方法有以下四种方法：单相有效值检测法、单相 峰值检测法、三相对称跌落检测的瞬时dq变换方法和单相跌落检测的虚拟dq变换方法。
[0015] 1)、单相有效值检测法
[0016] 有效值检测法可以视为一种低通滤波，其计算周期为1个工频周期。有效值法可 以很好得滤除高次谐波干扰，结果也比较准确，但是检测速度较慢，实时性较差。
[0017] 2)、单相峰值检测法
[0018] 峰值电压检测的检测速度跟跌落相位点有关，若跌落点恰好为峰值则其检测到跌 落是同时的，若跌落点是过零点则其检测到跌落的延时则为半个工频周期。峰值检测法实 时性差，结果容易受干扰，所以一般很少采用。
[0019] 3)、三相对称跌落检测的瞬时dq变换方法
[0020] 瞬时dq变换在三相对称电压跌落时可以快速准确检测瞬时峰值，但是对不平衡 电压则失去了作用。同时，瞬时dq变换需要用到锁相环，增加了计算复杂度，同时容易由于 锁相不准而产生偏差。
[0021 ] 4)单相跌落检测的虚拟dq变换方法
[0022] 此方法实际是一种单相跌落电压检测方法，将单相电压视为三相平衡电压里的A 相电压，取滞后1/6周期的值作为虚拟B相电压ub'，实际A相取负作为虚拟A相电压ua'， 再将ua'和ub'相加取负作为虚拟C相电压uc'。然后利用虚拟出来的三相电压，应用瞬时 dq变换方法算出幅值。
[0023] 此方法是一种比较理想的单相电压求幅值方法，可以较快的求得幅值，同时对高 频噪声有一定的滤波效果；缺点是有1/6周期的有固定滞后。
[0024] 本说明性实施例的所提供的检测方法是通过根据空间直角坐标系推导出的检测 模型计算出三相电压的瞬时向量。
[0025] 现在参照图1，图1示出了电网电压跌落的快速检测的流程图。
[0026] 如图1所示，公开了一种电网电压跌落的快速检测方法，包括：
[0027]S11、以采集到的三相电压，利用空间直角坐标系推导出的检测模型计算出三相电 压的瞬时向量，并根据所述三相电压的瞬时向量计算出三相电压的模拟瞬时幅值；
[0028]S12、根据所述模拟瞬时幅值确定当前时刻是否处于电网电压跌落。
[0029] 该方法检测效率高比传统的检测方法高，适用于三相电压不平衡情况，可以快速 的检测出当前的瞬时电压，从而保证光伏发电系统的安全运行。
[0030] 如图2所示，所述以采集到的三相电压，利用空间直角坐标系推导出的检测模型 计算出三相电压的瞬时向量，并根据所述三相电压的瞬时向量计算出三相电压的模拟瞬时 幅值，具体包括：
[0031]S21、以获取到的第一时刻和第二时刻的三相电压，分别构建所述第一时刻的第一 空间向量和所述第二时刻的第二空间向量；
[0032]S22、根据所述第一空间向量和所述第二空间向量，确定两个空间向量所在平面的 法向量；
[0033]S23、根据所述法向量，确定三相电压的模拟瞬时幅值。
[0034] 在一些说明性实施例中，所述第一空间向量和所述第二空间向量为相互不平行的 圆周向量。
[0035] 在一些说明性实施例中，以获取到的第一时刻和第二时刻的三相电压，分别构建 所述第一时刻的第一空间向量和所述第二时刻的第二空间向量，具体包括：
[0036] 1)、米集第一时刻1^的A相电压、B相电压和C相电压，构建t亦第一空间向量 = 6Tj, Jj,Zx)；
[0037]2)、经过间隔At后，采集第二时刻〖2的A相电压、B相电压和C相电压，构建12 的第二空间向量4二5入
[0038] 所述第一空间向量和所述第二空间向量满足如下公式：
【主权项】
1. 一种电网电压跌落的快速检测方法，其特征在于，包括： 以采集到的三相电压，利用空间直角坐标系推导出的检测模型计算出三相电压的瞬时 向量，并根据所述三相电压的瞬时向量计算出三相电压的模拟瞬时幅值； 根据所述模拟瞬时幅值确定当前时刻是否处于电网电压跌落。
2. 根据权利要求1所述的快速检测方法，其特征在于，所述以采集到的三相电压，利用 空间直角坐标系推导出的检测模型计算出三相电压的瞬时向量，并根据所述三相电压的瞬 时向量计算出三相电压的模拟瞬时幅值，具体包括： 以获取到的第一时刻和第二时刻的三相电压，分别构建所述第一时刻的第一空间向量 和所述第二时刻的第二空间向量； 根据所述第一空间向量和所述第二空间向量，确定两个空间向量所在平面的法向量； 根据所述法向量，确定三相电压的瞬时幅值。
3. 根据权利要求2所述的快速检测方法，其特征在于，所述第一空间向量和所述第二 空间向量为相互不平行的圆周向量。
4. 根据权利要求2所述的快速检测方法，其特征在于，以获取到的第一时刻和第二时 刻的三相电压，分别构建所述第一时刻的第一空间向量和所述第二时刻的第二空间向量， 具体包括： 1) 、米集第一时刻1^的A相电压、B相电压和C相电压，构建t 第一空间向量 巧=;其中，X1, yi，?分别为第一时刻t亦A相电压、B相电压和C相电压值； 2) 、经过间隔At后，采集第二时刻〖2的A相电压、B相电压和C相电压，构建t2的第 二空间向量乓二JV ;其中，X2, y2, 22分别为第一时刻12的A相电压、B相电压和C 相电压值； 所述第一空间向量和所述第二空间向量满足如下公式：
其中，va、Vb和V。分别为A、B、C三相电压的实际瞬时幅值。
5. 根据权利要求4所述的快速检测方法，其特征在于，所述根据所述第一空间向量和 所述第二空间向量，确定两个空间向量所在平面的法向量，具体包括： 计算出所述第一空间向量和所述第二空间向量的叉积，得到所述法向量，为 /J = /J X /· = (,YxZ2-ZlYv ZlX2-XlZv JrjJ2-JjJf2); 其中，A相电压的分量为fx = 7iz2_zi72，B相电压的分量为I =C相电压 的分量为A = I1A ; 所述法向量的公式变形为
6.根据权利要求2所述的快速检测方法，其特征在于，根据所述法向量，确定三相电压 的模拟瞬时幅值，具体包括： 根据下述公式分别计算出A、B和C相电压的模拟瞬时幅值：
其中，V' a、V'b和V'。分别为A、B和C相电压的模拟瞬时幅值。
【专利摘要】一种电网电压跌落的快速检测方法，包括：以采集到的三相电压，利用空间直角坐标系推导出的检测模型计算出三相电压的瞬时向量，并根据所述三相电压的瞬时向量计算出三相电压的模拟瞬时幅值；根据所述模拟瞬时幅值确定当前时刻是否处于电网电压跌落，该方法相对传统检测方法，检测速度快，精度高，适用于三相电压不平衡情况，可以快速的检测出当前的瞬时电压，从而保证光伏发电系统的安全运行。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104535890
【申请号】CN201410743308
【发明人】卢远宏, 孙琳琳, 马亮
【申请人】北京京仪绿能电力系统工程有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月8日