一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的方法与流程

文档序号:14686076发布日期:2018-06-14 23:03

本发明涉及一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的方法和系统,属于光伏并网发电技术领域。



背景技术:

孤岛效应是指由于电气故障、误操作或自然因素等原因造成电网中断供电时各个分布式发电用户端的并网逆变器仍独立运行的现象。孤岛效应可能会对逆变系统和用电设备造成损坏,还会危及电力检修人员的安全。因此,并网逆变系统必须采取有效的孤岛检测和保护措施。

微型逆变器对每块光伏电池进行逆变,优点是可以对每块电池板进行独立的MPPT控制,能够大幅提高光伏发电的整体效率,同时也可以避免集中式逆变过程中产生的各种问题,所以在近年来的应用越来越广泛。然而随着发电规模的扩大,尤其是一些大型光伏发电站,微型逆变器数量的增加势必会降低整个系统孤岛检测的成功率,只要有一个微型逆变器孤岛检测失败,就会形成孤岛,给系统及维修人员带来安全隐患。

经对现有的技术文献检索后发现,朱艳伟、石新春、王振岳等在《电力电子技术》(2011年7月第45卷第7期,9-10页)发表了“一种新型孤岛检测方法”。该论文提出了一种改进的孤岛检测方法,其中孤岛检测装置安装在并网母线处,通过检测并网断路器上的电压和电流信号判断是否发生了孤岛。然而,分布式光伏并网发电系统中微型逆变器数量的增加会导致整个系统孤岛检测成功率随之下降。该论文提出的方法不能被用于提高系统孤岛检测成功率。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的方法和系统,在电网系统因异常状况中断供电后,可极大地提高系统对孤岛检测的成功率,将分布式光伏并网发电系统与电网分离,消除孤岛效应,保障系统设备和电力检修人员的安全。

为实现以上目的,本发明采用以下技术方案:

本发明提供一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的方法,该方法在现有分布式光伏并网发电系统的网关上添加网关级孤岛检测模块,同时各微型逆变器自带有孤岛检测模块,使整个系统具有两级孤岛检测功能,以进一步提高系统可靠性。

优选地,各微型逆变器自带的孤岛检测模块成并联关系,然后与网关级孤岛检测模块成串联关系。

优选地,网关级孤岛检测模块控制整个光伏发电系统并网的通断,当电网系统发生异常状况中断供电后,一旦网关级孤岛检测模块成功检测到孤岛的发生,就能将整个分布式并网发电系统与电网分离,消除孤岛效应,极大地提高系统对孤岛检测的成功率。

优选地,网关级孤岛检测包括如下步骤:

(1)通过网关采集电网以及分布式光伏并网发电系统的运行状态量;

(2)网关对采集到的状态量进行处理,得到电网以及分布式光伏并网发电系统的运行状况;

(3)判断是否发生孤岛效应;

(4)根据判断结果对分布式光伏并网发电系统的并网状态进行处理,如发生孤岛效应,将整个分布式并网发电系统与电网分离。

优选地,网关与电网及分布式光伏并网发电系统采用电力载波方式进行通信。

基于上述方法,本发明提供一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的系统,所述系统包括:网关级孤岛检测模块、各微型逆变器自带的孤岛检测模块,所述网关级孤岛检测模块设置在现有分布式光伏并网发电系统的网关上;各微型逆变器自带的孤岛检测模块成并联关系,然后与网关级孤岛检测模块成串联关系,从而使整个系统具有两级孤岛检测功能,进一步提高系统可靠性。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

本发明所述的一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的方法,能够在电网系统发生异常状况中断供电后,极大地提高系统对孤岛检测的成功率,消除孤岛效应,保障系统设备和电力检修人员的安全。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明一优选实施例的系统结构框图;

图2为本发明一优选实施例的网关级孤岛检测模块结构示意图;

图3为本发明一优选实施例的网关级孤岛检测的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供一种提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的方法和系统,在现有分布式光伏并网发电系统的网关上添加网关级孤岛检测模块,使整个系统具有两级孤岛检测功能,以进一步提高系统可靠性。

图1是本实施例涉及的提高分布式光伏并网发电系统孤岛检测成功率的系统框图,其中分布式光伏并网发电系统为30KW分布式光伏并网发电系统。整个系统由120块功率为250W的光伏电池板并联组成,每块光伏电池板接一个微型逆变器,直接将直流电逆变为220V交流电然后并入电网,网关适时检测各个微型逆变器的工作状态。整个系统具有两级孤岛检测模块,分别是:微型逆变器自带的孤岛检测模块和网关级孤岛检测模块。120个微型逆变器自带的孤岛检测模块成并联关系,然后与网关级孤岛检测模块成串联关系。当电网系统发生异常状况中断供电后,若没有网关级孤岛检测模块,120个微型逆变器自带的孤岛检测模块一旦有一个未成功检测到孤岛的发生,都将产生孤岛效应,给系统设备和电力检修人员带来安全隐患,而加入网关级孤岛检测模块后,只要网关级孤岛检测模块能够及时检测到孤岛的发生,就能直接将分布式光伏并网发电系统与电网分离,消除孤岛效应。

假设每个微型逆变器自带的孤岛检测模块对孤岛检测的成功率为P1,网关级孤岛检测模块对孤岛检测的成功率为P2,则原系统对孤岛检测的成功率为P1120,采用本发明提供的方法后,系统对孤岛检测的成功率为1-(1-P1120)(1-P2),比原系统高P2(1-P1120),可见,本发明可显著的提高系统对孤岛检测的成功率,并且随着微型逆变器数量的增加,原系统孤岛检测成功率会进一步降低,而采用本发明提供的方法后对孤岛检测成功率的提高效果会更加明显。

图2是网关级孤岛检测模块结构,网关通过电力载波通信方式采集电网和分布式光伏并网发电系统的运行状态量,并处理得到电网和分布式光伏并网发电系统的运行状况,通过相应算法判定是否发生孤岛效应,若发生孤岛效应,则发出控制指令将断路器断开,将光伏并网系统与电网分离,消除孤岛效应,若未发生孤岛效应则继续采集信息。

如图3所示,是网关级孤岛检测的流程图。网关级孤岛检测包括如下步骤:

(1)通过网关采集电网以及分布式光伏并网发电系统的运行状态量;

(2)网关对采集到的状态量进行处理,得到电网以及分布式光伏并网发电系统的运行状况;

(3)判断是否发生孤岛效应;

(4)根据判断结果对分布式光伏并网发电系统的并网状态进行处理,如发生孤岛效应,将整个分布式并网发电系统与电网分离。

本发明在现有分布式光伏并网发电系统的网关上添加网关级孤岛检测模块,使整个系统具有两级孤岛检测功能,进一步提高系统可靠性。各微型逆变器自带的孤岛检测模块相互之间成并联关系,然后与网关级孤岛检测模块成串联关系。当电网系统由于异常状况中断供电后,网关级孤岛检测模块能极大地提高系统对孤岛检测的成功率,将分布式光伏并网发电系统与电网分离,消除孤岛效应,保障系统设备和电力检修人员的安全。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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