一种孤岛检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及分布式发电孤岛检测技术领域，具体设及一种孤岛检测方法。
【背景技术】
[0002] 当今分布式能源发展一定程度上依赖于分布式发电系统的运行条件和保护系统。 分布式发电并网产生了许多问题，其中一个被广泛研究的就是孤岛现象。孤岛是电网断开 后，负载由分布式发电系统自给供电的状态。非计划孤岛会供电和配电设备W及用户造成 严重的损害，而且会成为电网维修人员的安全威胁。因此，在分布式发电系统的保护设备 中，孤岛检测的功能是必不可少的。目前国内外研究提出的多种检测方法可W被归为S大 类；基于远程通信的检测方法，被动型检测方法W及主动型检测方法。
[0003] 基于远程通讯的检测方法利用电力载波通信技术在电网侧检测，检测的可靠性高 但设备投资大；被动型方法通过检测孤岛形成前后公共禪合点（PCC)的电气量发生的变化 来实现，主要包括过/欠电压保护（0/UVP)，过/欠频率保护（0/UF巧，电压相位跳变检测 法（PJD)，频率变化率检测法（ROOF)等，此种方法不会对电网产生影响，但是盲区大的缺 点不容忽视，当分布式电源的输出功率与负载的功率相匹配时，PCC点的电压和频率变化较 小，上述方法检测失败。主动型方法是通过对分布式电源的输出端注入扰动，监测相关量的 变化来判断孤岛；因此在功率匹配度较高时，此种方法也能成功检测，即盲区较小。主动型 方法主要包括滑模频率偏移法（SM巧，主动频率偏移法（AFD)，Sandia频率偏移法（SF巧等； 但是与被动型方法相比，会降低电能质量且增加检测时间。结合主被动两种方法形成混合 型的检测方法，不仅能够兼具主被动的方法优点，还能克服各自的缺点，但是目前有效的混 合型的检测方法研究还不够深入。因此，需要一种有效使用的混合型孤岛检测方法，能够准 确快速地检测孤岛，且减小对电能质量的影响。
【发明内容】
[0004] 为了实现无盲区且电能质量影响小的孤岛检测，本发明提出了一种孤岛检测方 法，既能避免频率变化率检测法存在的误检测及盲区大的缺点，也能消除滑模频率偏移法 对电网电能质量带来的影响。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 一种孤岛检测方法，包括如下步骤：
[0007] 步骤一；采集分布式发电系统公共禪合点电压波形Vp。。，测量电压波形频率f;
[0008] 步骤二：计算平均电压频率变化率Af;
[0009] 步骤比较平均电压频率变化率Af与频率变化率阔值a，输出控制逆变器输出 电流的控制信号Col;
[0010] 步骤四；判断分布式发电系统运行是否存在孤岛状态：若Col= 0,频率变化检测 器判断为非孤岛状态，则输出与电网电压同频同相的d轴参考电流值1&。济q轴参考电流 值Iquf，并转至步骤一继续检测；若Col= 1，则频率变化检测器判断为可能孤岛状态，输出 移相后的d轴参考电流值/,;w和q轴参考电流值，利用滑膜频率偏移法进一步判断是否 存在孤岛状态。
[0011] 进一步，所述步骤二具体为：通过测量n个周期的PCC点的电压频率值f，计算平 均频率变化率
【主权项】
1. 一种孤岛检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一：采集分布式发电系统公共耦合点电压波形vp。。，测量电压波形频率f ; 步骤二：计算平均电压频率变化率Af ; 步骤三：比较平均电压频率变化率Af与频率变化率阈值α，输出控制逆变器输出电流 的控制信号Col ; 步骤四：判断分布式发电系统运行是否存在孤岛状态：若Col = 0,频率变化检测器判 断为非孤岛状态，则输出与电网电压同频同相的d轴参考电流值Idref和q轴参考电流值 I^f，并转至步骤一继续检测；若Col = 1，则频率变化检测器判断为可能孤岛状态，输出移 相后的d轴参考电流值/^和q轴参考电流值，利用滑膜频率偏移法进一步判断是否存 在孤岛状态。
2. 如权利要求1所述的一种孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤二具体为：通过测量 η个周期的PCC点的电压频率值f，计算平均频率变化率
3. 如权利要求1所述的一种孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤三比较平均电压频 率变化率Af与频率变化率阈值α : 若 Af < α，则 Col = 0 ; 若Af彡α，则比较电压幅值Vt与预设电压最小值V min:若V t彡V min，则Col = 0 ;若Vt > Vmin，则 Col = 1〇
4. 如权利要求3所述的一种孤岛检测方法，其特征在于，所述预设电压最小值为 0. 85p. u.。
5. 如权利要求1-4任意一项所述的一种孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤四中， 利用滑膜频率偏移法判断是否存在孤岛状态：通过对逆变器的输出电流引入相位偏移角 Θ SMS，使得电网断开后公共耦合点电压频率f增大，再引起Θ SMS增加，这个正反馈的过程会 使电压频率偏移不断增加，直至逆变器输出电压频率值f超过阀值β，判断为孤岛状态，其 中，相位偏移角为'
θπ为逆变器电流允许的最大相移；f mS逆变器 电流产生最大相移时对应的频率，fg为电网频率，f为公共耦合点电压频率。
6. 如权利要求5所述的一种孤岛检测方法，其特征在于，所述电压频率阈值为β min= 49. 5Ηζ，β max= 50. 5Hz。
【专利摘要】本发明公开了一种孤岛检测方法，包括以下步骤：采集公共耦合点的电压波形并测量频率值，通过一定周期计算平均变化率得到判断信号，将判断信号与预设变化率的阀值相比较输出控制信号，由控制信号选择输出的逆变器的参考信号，在频率变化率检测法判断为可能孤岛的情况引入相位偏移后的参考电流，实现滑膜频率偏移法的进一步检测，否则为无偏移的参考电流，系统正常运行。本发明提出的孤岛检测方法，具有减小检测盲区，减小对系统电能质量的影响且提高检测速度的优点。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104865479
【申请号】CN201510330135
【发明人】顾文, 徐钢, 高蕾, 杨宏宇, 王成亮, 唐一铭, 李辰龙, 杜先波
【申请人】江苏方天电力技术有限公司, 国家电网公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年6月15日