低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法及保护器与流程

本发明属于电气工程，涉及一种反孤岛保护方法，尤其是涉及一种低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法及保护器。

背景技术：

1、反孤岛保护器是安装于低压电网与小型发电设施之间的电力设施与人员保护装置，其主要功能是在低压电网停电的情况下切断电网与小型发电设施之间的电气连接，防止发电设施在低压电网停电的情况下继续向电网输电，避免发电设施在电网停电时输出过载或人员意外触电。

2、当分布式电源正常并网运行时，由于主电网的低阻抗特性，较小的电流谐波作用在低阻抗特性的负载上不会产生较大的电压谐波，但当分布式电源与主电网断开，即系统进入孤岛运行状态后，光伏电源所带负载阻抗显著升高，即使与较小的电流谐波作用也会产生较大的电压谐波。此外，变压器和整流器等非线性负载在孤岛运行状态下都会产生较大的电压谐波，在这些因素的共同作用下，检测逆变器并网点的电压谐波分量就成为了一种很好的孤岛检测方法。

3、需要指出的是，电压谐波检测法相对于过/欠压、过/欠频检测法和相位突变检测法，灵敏性非常高，所以这种方法的检测盲区也小于其他的被动式检测法。但在并网状态下，产生谐波的因素多种多样，非线性负载的变化、大规模电动机的投切都会导致谐波的大量产生，这就会导致电压谐波检测法极其容易发生误判问题，合理地设定检测阀值可以在一定程度上缓解这个问题，但是阈值的选取却又是目前的一大难题。

4、国际通用标准ieee std.929规定光伏并网系统的逆变器输出电流总畸变率要低于5％，在实际生产逆变器时为了保留一定的裕量，设置的标准更加严格，但是当本地负载中非线性负载较大时，并网点电压的总畸变率可能会超过5％，且随着非线性负载的投切而变化。这样电压谐波孤岛检测法的阈值就很难整定，既要考虑光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率比较低的要求，又要确保阀值大于光伏并网发电系统中可能出现的较高电压总畸变率。另一方面，现有孤岛检测性能的测试电路用线性rlc负载模拟本地负载，忽略了本地负载中非线性负载的影响，因此电压谐波孤岛检测法没有获得大规模的应用。

5、电压谐波检测法通过监测逆变器端输出电压的总谐波畸变量(thd)来实现孤岛检测。电压谐波检测法能够比较有效地检测出孤岛，但谐波的变化比较复杂，因而很难确定合适的阈值。过高会导致孤岛检测失败，过低会导致误判。

6、因此，寻找一种更加有效的孤岛检测方法成了目前的热门研究领域。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种检测可靠性高、效率高的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法及保护器。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，包括以下步骤：

4、s1、在低压台区内的并网点处实时采集多个不同低次谐波的谐波电压值，获得各低次谐波的谐波电压含有率；

5、s2、对所述各低次谐波的谐波电压含有率进行加权求和获得含有率综合得分；

6、s3、判断所述含有率综合得分是否大于或等于预先设定的判断阈值，若是，则执行步骤s4，若否，则返回步骤s1；

7、s4、判断是否存在在设定持续时间内所述含有率综合得分始终大于或等于预先设定的判断阈值，若是，则判定孤岛发生，若否，则重新返回步骤s1。

8、进一步地，采用高速变频跟踪采样方式采集所述谐波电压值。

9、进一步地，所述低次谐波的谐波次数小于30。

10、进一步地，采集的所述多个不同低次谐波的谐波电压值包括3、5、7、11、13、19、23和25次谐波电压值。

11、进一步地，进行加权求和时，所述3、5、7、11、13、19、23和25次谐波电压值的谐波电压含有率权重分别对应为0.88、0.11、0.22、0.24、0.06、0.18、0.08和0.16。

12、进一步地，所述判断阈值的计算公式为：

13、uthreshold＝au2+bu+c

14、式中，uthreshold为判断阈值，u为基波电压，a、b、c为基于历史数据拟合获得的拟合参数。

15、进一步地，所述基波电压的范围为0.220-0.500kv。

16、进一步地，所述设定持续时间为30～100ms。

17、本发明还提供一种反孤岛保护器，包括：

18、一个或多个处理器；

19、存储器；和

20、被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法的指令。

21、本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如上所述低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法的指令。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、1、本发明对不同低次谐波进行加权计算以获得综合得分，且检测过程结合了在超过阈值时停留的时间，从而避免检测失败。

24、2、本发明根据历史数据设定相对合理的阈值，避免了传统电压谐波检测法阈值难以确认，过高会导致孤岛检测失败，过低会导致误判的缺点，从而提升灵敏度，缩小检测盲区，提升了反孤岛保护装置的检测能力和检测可靠性。本发明既能利用电压谐波检测法对电能质量无影响，检测范围较宽的优点，又能克服该检测法阈值难以确认的缺点。

25、3、本发明极大地克服了采用传统电压谐波检测率低的弊端，提升了反孤岛保护器的检测能力和检测可靠性，从而增进了相关电力设置和人员的安全，对光伏、风能等低压并网发电设施具有重要意义。

技术特征：

1.一种低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，采用高速变频跟踪采样方式采集所述谐波电压值。

3.根据权利要求1所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，所述低次谐波的谐波次数小于30。

4.根据权利要求3所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，采集的所述多个不同低次谐波的谐波电压值包括3、5、7、11、13、19、23和25次谐波电压值。

5.根据权利要求4所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，进行加权求和时，所述3、5、7、11、13、19、23和25次谐波电压值的谐波电压含有率权重分别对应为0.88、0.11、0.22、0.24、0.06、0.18、0.08和0.16。

6.根据权利要求1所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，所述判断阈值的计算公式为：

7.根据权利要求6所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，所述基波电压的范围为0.220-0.500kv。

8.根据权利要求1所述的低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法，其特征在于，所述设定持续时间为30～100ms。

9.一种反孤岛保护器，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-8任一所述低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法的指令。

技术总结
本发明涉及一种低压台区内分布式电源接入的反孤岛检测方法及保护器，所述方法包括以下步骤：S1、在低压台区内的并网点处实时采集多个不同低次谐波的谐波电压值，获得各低次谐波的谐波电压含有率；S2、对所述各低次谐波的谐波电压含有率进行加权求和获得含有率综合得分；S3、判断所述含有率综合得分是否大于或等于预先设定的判断阈值，若是，则执行步骤S4，若否，则返回步骤S1；S4、判断是否存在在设定持续时间内所述含有率综合得分始终大于或等于预先设定的判断阈值，若是，则判定孤岛发生。与现有技术相比，本发明极大地克服了采用传统电压谐波检测率低的弊端，提升了反孤岛检测能力和检测可靠性，从而增进了相关电力设置和人员的安全。

技术研发人员：祝燕萍,蒋兴新,陈方瑞,胡东晓,徐呈程
受保护的技术使用者：国网上海市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12