一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法及系统的制作方法

文档序号:7338334阅读:197来源:国知局
专利名称:一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法及系统的制作方法
技术领域
本发明涉及光伏并网发电技术领域,尤其涉及一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法及系统。
背景技术
随着经济的发展,人们对能源的需求也在不断增长,因此太阳能成为当今最理想最环保的能源之一,并得到广泛的应用。光伏理论与的形式是光伏发电,随着电力电子技术的进步和控制理论的发展,光伏产业已经逐渐由独立供电方式转向并网发电。虽然光伏并网发电的优点很多,但是孤岛效应是光伏并网发电系统一个普遍存在的问题。孤岛效应是指人为或自然等原因而中断供电时,光伏并网系统未能即时检测出停电状态而脱离电网,使系统和周围负责形成一个不受控制的自供电孤岛。孤岛效应的存在导致很多危害,例如,孤岛取用的供电电压和频率不稳定,影响配电系统的相关保护操作, 光伏并网系统在孤岛状态下单相供电,会引起本地三相负载的供电欠相问题,电网恢复时, 由于相位不同步导致的冲击电流可能损坏并网逆变器。为了避免上述的危害,因此必须加入孤岛检测方法,及时将逆变器关闭。申请号为201010231672. 5的发明专利就公开了一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法,其基本思路是,将系统电压幅值或频率偏离至故障运行范围,从而判断孤岛发生, 其本质属于破坏性孤岛检测方法。采取这种破坏性无盲区孤岛检测方法,虽然可以检测到孤岛的发生,但此时系统电压幅值或频率处于故障运行范围,在某些场合,如当微电网由并网运行模式向孤岛运行模式切换的过渡过程中可能出现较大的暂态过程(如过压或过流现象)。实际中电网也可能出现短时电压暂态现象,在一些特殊场合,如风力发电领域,要求风电机组具有低电压穿越功能,当风电机组端电压跌落到额定电压的15%时,要求风电机组能够维持运行一段时间。这些伪孤岛问题出现时,传统的基于判断过压/欠压的无源和有源孤岛检测方法不再适用。

发明内容
为了克服以上技术问题的缺陷,本发明提供了一种非破坏性无盲区的孤岛检测方法,该方法在电压处于正常运行范围的情况下仍可快速有效地检测到孤岛的发生,从而实现了非破坏性无盲区孤岛检测,非常适合于微电网应用场合。一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法,包括以下步骤A.确定孤岛检测负序电压预设幅值Uo—;B.将并网公共点PCC的三相静止坐标系下的量Uab。转换为两相静止坐标系下的量C.引入电压Uae正反馈,正反馈传递函数为F(U);D.比较U;与Uae的负序分量幅值巧,判断孤岛是否发生。作为优选方案,步骤C中,电压负序分量函数F(U)将输入电压Uae转换为电流分量 Ιιιαβ 0一种光伏并网发电系统的孤岛检测系统,包括由电流控制器C(S),逆变器KPWM,滤
波器Τ"5" 组成的前向通道,逆变器输出电压负反馈于公共结点2,电压uM通过电压负序 Ls+A
分量函数F (U)正反馈于公共结点1。作为优选方案,电压负序分量函数F(U)将输入电压Uae转换为电流分量。作为优选方案,电压负序分量函数F (U)的放大系数K为0.05-0. 2。实施以上技术措施后,具有以下优点1.采用非破坏性的孤岛检测方法,可以有效保护电路,非常适合于微电网应用场
I=I O2.该方法在电网单相和两相断路情况下仍然有效。3.可以有效判断伪孤岛现象,解决有些分布式电源应用场合下的孤岛检测和低电压穿越的协调控制问题。


图1是孤岛现象判断流程2是基于负序电压正反馈孤岛检测方法的逆变器并网控制原理3是孤岛发生后逆变控制原理4是图3控制结构的等效简化5是电压负序分量函数F(U)的实现算法2中,1为公共结点1,2为公共结点2
具体实施方案下面结合附图和具体实施例做进一步说明如图1-5所示,一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法,包括以下四个步骤A.确定孤岛检测负序电压预设幅值U:。B.将并网公共点PCC的三相静止坐标系下的量Uab。转换为两相静止坐标系下的量
U α β O如图5所示,采集并网公共点PCC的电压Uab。,利用Clarke变换将三相静止坐标系下的量uab。转换为两相静止坐标系下的量ua 0。C.引入电压Ua 0正反馈,传递函数为F(U),图5中虚线部分为广义二阶积分;q为旋转因子,表示相移90。,即q = e+气由图5可知,根据电压负序分量函数F(U)可提取出电压Uae的负序分量U:、W;,再采用锁相环可以得到负序分量幅值C/:,F(U)将输入电
压Uae转换为含有电压负序分量幅值CZff;信息的电流分量输出。引入电压Ua e正反馈后的系统如图2所示,包括由电流控制器C(S),逆变器KPWM,
滤波器^^组成的前向通道,逆变器输出电压负反馈于公共结点2,电压Ua e通过电压负 Ls+R
序分量函数F(U)后得到了包含有电压负序分量幅值%信息的电流分量,再正反馈于公共结点1。a.下面通过数学上来分析该系统的非破坏性。设逆变器输出电流i a e的初始參考值为
权利要求
1.一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法,其特征在于包括以下步骤A.确定孤岛检测负序电压预设幅值,B.将并网公共点PCC的三相静止坐标系下的量Uab。转换为两相静止坐标系下的量 Ua β ;C.引入电压Uae正反馈,正反馈传递函数为F(U);D.比较与ιιαβ的负序分量幅值^,判断孤岛是否发生。
2.根据权利要求1所述的光伏并网发电系统的孤岛检测方法,其特征在于所述步骤C中,电压负序分量函数F(U)将输入电压Uae转换为电流分量f_。
3.一种光伏并网发电系统的孤岛检测系统,包括由电流控制器C(S),逆变器Kpwm,滤波器组成的前向通道,逆变器输出电压负反馈于公共结点2,其特征还在于电压Uae Ls-t-R通过电压负序分量函数F(U)正反馈于公共结点1。
4.根据权利要求3所述的光伏并网发电系统的孤岛检测系统,其特征在于电压负序分量函数F(U)将输入电压Uae转换为电流分量 :β Q
5.根据权利要求3所述的光伏并网发电系统的孤岛检测系统,其特征在于所述电压负序分量函数F(U)的放大系数K为0.05-0. 2。
全文摘要
一种光伏并网发电系统的孤岛检测方法及系统,通过引入负序电压正反馈,发生孤岛现象时,由于正反馈系统的不稳定性,造成电压不断扩散,当电压大于标准值时,判定为孤岛现象发生,由于电压在正常工作范围内,因此不会造成电路的破坏,可以有效保护电路,非常适合于微电网应用场合,该方法在电网单相和两相断路情况下仍然有效,可以有效判断伪孤岛现象,解决有些分布式电源应用场合下的孤岛检测和低电压穿越的协调控制问题。
文档编号H02J3/38GK102412592SQ20111030101
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者崔佩聚, 陈晓高 申请人:山亿新能源股份有限公司
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