一种主被动结合的混合型孤岛检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种主被动结合的混合型孤岛检测方法，属于分布式发电系统并网的 孤岛保护领域。
【背景技术】
[0002] "孤岛"是指公共电网停止供电后，由于分布式发电（DG)的存在（与电网相连并输 送电能），使电网停电区的部分线路仍维持带电状态，形成自给电力供应的孤岛。非计划孤 岛运行可能会对用户和配电设备造成十分严重的损害，因此光伏发电及其它分布式发电系 统接入公共电网时，孤岛检测是其必备的重要功能。目前国内外研宄的孤岛检测方法主要 包括两类：本地孤岛检测法和基于远程通讯的孤岛检测法。基于远程通信的方法主要利用 通信手段，或者检测断路器的开端状态，或者在电网侧发出载波信号，而安装在DG侧的接 收器将根据这些信号的变化来确定是否发生了孤岛。
[0003] 本地孤岛检测法即为基于逆变器的检测方法，主要分为两类：被动式检测方法： 即通过检测孤岛形成前后公共耦合点（PCC)的电气量发生的变化来检测。包括分布式发电 系统一般都具备的过/欠电压保护（0/UVP)及过/欠频率保护（0/UFP)。但被动式检测存 在检测盲区大的缺点。主动式检测方法：包括主动频率偏移法、Sandia频率偏移法、滑膜频 率偏移法及Sandia电压偏移法等多种方法。这类方法通过对分布式电源的输出注入一个 扰动，监测系统响应的变化量来判断孤岛是否发生。主动式方法与被动式相比，盲区可以极 大地减小甚至消除，但会对电网的电能质量产生影响。在此情况下，需要研宄一种既无盲区 又能减小对电能质量的影响的检测方法。
【发明内容】
[0004] 发明目的：本发明提出一种主被动结合的混合型孤岛检测方法，改善被动型方法 盲区大的缺点，降低检测方法对电能质量的影响。
[0005] 技术方案：本发明采用的技术方案为一种主被动结合的混合型孤岛检测方法，包 括以下步骤：
[0006] 检测已并网DG系统的输出电压UDe和电流I De，计算DG系统输出有功功率P ;
[0007] 计算负载吸收的有功功率Ρ+ΔΡ和无功功率AQ，其中ΛΡ为电网供应的有功功 率；
[0008] 计算公共耦合点电压的有效值U、流入负载的电流有效值IlMd，以及两者之间的相 位差Δ Θ ;
[0009] 计算公共耦合点的电压幅度V，将该电压幅度V与规定的电压限值比较，判断系统 是否处于0/UVP以及0/UFP的盲区内；
[0010] 若判断处于上述两个盲区内，则采用SFS检测法进行孤岛检测，若判断至多处于 上述一个盲区内，则采用0/UVP或0/UFP进行孤岛检测。
[0011] 优选地，所述Ο/UVP的盲区判据为
【主权项】
1. 一种主被动结合的混合型孤岛检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 检测已并网DG系统的输出电压UDe和电流I De，计算DG系统输出有功功率P ; 计算负载吸收的有功功率P+ △ P和无功功率△ Q，其中△ P为电网供应的有功功率； 计算公共耦合点电压的有效值U、流入负载的电流有效值IlMd，以及两者之间的相位差 Δ Θ ； 计算公共耦合点的电压幅度V，将该电压幅度V与规定的电压限值比较，判断系统是否 处于0/UVP以及0/UFP的盲区内； 若判断处于上述两个盲区内，则采用SFS检测法进行孤岛检测，若判断至多处于上述 一个盲区内，则采用0/UVP或0/UFP进行孤岛检测。
2. 根据权利要求1所述的主被动结合的混合型孤岛检测方法，其特征在于，所述0/UVP 的盲区判据为：(0.91)2 <l + f) +I#) <(1.14):。
3. 根据权利要求1所述的主被动结合的混合型孤岛检测方法，其特征在于，所述0/UFP 的盲区判据为：-丨
4. 根据权利要求1所述的主被动结合的混合型孤岛检测方法，其特征在于，对信号进 行采样，得到离散时间信号： U (n) = u (η · Δ t)，（η = 0, 1，2,…，N1-I) I (η) = i (η · Δ t)，（η = 0, 1，2,…，N「l) 通过数值积分得到PCC点电压的有效值U，流入负载电流的有效值IlMd:
其中N为正整数。
5. 根据权利要求1所述的主被动结合的混合型孤岛检测方法，其特征在于，负载消耗 的有功功率P+Δ P的计算式为：P+Λ P = Pltjad= Π lMdcos Λ Θ ;无功功率Λ Q的计算式为： aQ = Qioad= UI I0adSinA Θ 0
6. 根据权利要求1所述的主被动结合的混合型孤岛检测方法，其特征在于，当切换到 SFS检测方法，即通过并网的DG系统向电网注入略有变形的电流，以正反馈的方式促使频 率形成连续改变的趋势。由并网运行的时候，频率是固定不变的，孤岛运行的时候，电压频 率偏移，成功检测出孤岛。
【专利摘要】本发明公开了一种主被动结合的混合型孤岛检测方法，本发明通过采集数据计算DG系统输出有功功率P，负载消耗有功功率P+ΔP和无功功率ΔQ，由被动型盲区判据选择检测方法，在盲区判据内，采用无盲区的SFS检测方法；在盲区外，采用过/欠压和过/欠频装置检测方法，能改善被动型方法盲区大的缺点，实现无盲区检测；且由于实际运行中本地负载处于被动型盲区内的可能性小，能极大地降低检测方法对电能质量的影响。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104655957
【申请号】CN201510044678
【发明人】蒋平, 高蕾, 吴熙, 冯双
【申请人】东南大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月28日