用于电力系统的孤岛检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种用于电力系统的孤岛检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 孤岛效应就是当电力公司的供电系统，因故障事故或停电维修等原因停止工作 时，安装在各个用户端的分布式电源系统未能及时检测出停电状态而不能迅速将自身切离 市电网络，而形成的一个由分布式电源系统向周围负载供电的一种电力公司无法掌控的自 给供电孤岛现象。一般来说，孤岛效应可能对整个配电系统设备及用户端的设备造成不利 的影响，包括：
[0003] 1)危害电力维修人员的生命安全；
[0004] 2)影响配电系统上的保护开关动作程序；
[0005] 3)孤岛区域所发生的供电电压与频率的不稳定性质会对用电设备带来破坏；
[0006] 4)当供电恢复时造成的电压相位不同步将会产生浪涌电流，可能会引起再次跳闸 或对分布式电源系统、负载和供电系统带来损坏；
[0007] 5)分布式电源系统因单相供电而造成系统三相负载的欠相供电问题。
[0008] 由此可见，作为一个安全可靠的电力系统，必须能及时检测出孤岛效应并避免所 带来的危害。现有的孤岛检测方法利用供电系统断电时逆变器输出端电压、频率、相位或谐 波的变化进行孤岛效应检测，但当分布式电源系统输出功率与负载功率平衡时，存在较大 的非检测区域（Non-Detection Zone，简称NDZ)，也可以称为死区区域，即无法检测电力系 统孤岛效应的区域。
[0009] 针对相关技术中电力系统中孤岛检测死区区域较大的问题，目前尚未提出有效的 解决方案。
【发明内容】
[0010] 本发明的主要目的在于提供一种用于电力系统的孤岛检测方法及装置，以解决相 关技术中电力系统中孤岛检测死区区域较大的问题。
[0011] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于电力系统的孤岛检 测方法。该电力系统包括负载，以及用于给负载供电的供电系统和分布式电源系统，供电系 统和分布式电源系统分别与负载相连，根据本发明的用于电力系统的孤岛检测方法包括： 计算分布式电源系统的频率变化率；计算分布式电源系统的电压差值；比较频率变化率和 第一阈值的大小以及电压差值和第二阈值的大小；以及如果频率变化率大于第一阈值且电 压差值小于第二阈值，则检测出电力系统发生孤岛效应。
[0012] 进一步地，计算分布式电源系统的频率变化率包括：根据以下公式计算频率变化 率：
【主权项】
1. 一种用于电力系统的孤岛检测方法，其特征在于，所述电力系统包括负载，以及用于 给所述负载供电的供电系统和分布式电源系统，所述供电系统和所述分布式电源系统分别 与所述负载相连，所述方法包括： 计算所述分布式电源系统的频率变化率； 计算所述分布式电源系统的电压差值； 比较所述频率变化率和第一阈值的大小以及所述电压差值和第二阈值的大小；以及 如果所述频率变化率大于所述第一阈值且所述电压差值小于所述第二阈值，则检测出 所述电力系统发生孤岛效应。
2. 根据权利要求1所述的用于电力系统的孤岛检测方法，其特征在于，计算分布式电 源系统的频率变化率包括： 根据以下公式计算所述频率变化率： Uf=^ fn-mxT m X T 其中，□ f为所述频率变化率，fn为所述分布式电源系统在η时刻的频率，T为所述分 布式电源系统的周期，m取值范围为[1，5]，fn_3XT为所述分布式电源系统在n-mXT时刻的 频率。
3. 根据权利要求1所述的用于电力系统的孤岛检测方法，其特征在于，计算分布式电 源系统的电压差值包括： 根据以下公式计算所述电压差值： Δν= Ivn-VrI, 其中，Δν为所述电压差值，Vn为所述分布式电源系统在η时刻的电压值，V1?为所述分 布式电源系统的额定电压值。
4. 根据权利要求1所述的用于电力系统的孤岛检测方法，其特征在于，在检测出所述 电力系统发生孤岛效应之后，所述方法还包括： 输出控制信号，其中，所述控制信号用于控制断开所述分布式电源系统与所述负载的 连接。
5. -种用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于，所述电力系统包括负载，以及用于 给所述负载供电的供电系统和分布式电源系统，所述供电系统和所述分布式电源系统分别 与所述负载相连，所述装置包括： 第一计算模块，用于计算所述分布式电源系统的频率变化率； 第二计算模块，用于计算所述分布式电源系统的电压差值； 比较模块，用于比较所述频率变化率和第一阈值的大小以及所述电压差值和第二阈值 的大小；以及 检测模块，用于在所述频率变化率大于所述第一阈值且所述电压差值小于所述第二阈 值时，检测出所述电力系统发生孤岛效应。
6. -种用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于，所述电力系统包括负载，以及用于 给所述负载供电的供电系统和分布式电源系统，所述供电系统和所述分布式电源系统分别 与所述负载相连，所述装置包括： 第一逻辑模块，用于计算第一逻辑值，其中，所述第一逻辑值为所述分布式电源系统的 频率变化率与第一阈值的比较结果的逻辑值； 第二逻辑模块，用于计算第二逻辑值，其中，所述第二逻辑值为所述分布式电源系统的 电压差值与第二阈值的比较结果的逻辑值； 或运算逻辑模块，分别与所述第一逻辑模块的输出端和所述第二逻辑模块的输出端相 连，用于将所述第一逻辑值与所述第二逻辑值进行或运算，得到第三逻辑值；以及 检测模块，与所述或运算逻辑模块的输出端相连，用于根据所述第三逻辑值检测所述 电力系统是否发生孤岛效应，其中，在所述第三逻辑值为第一值时，检测出所述电力系统发 生孤岛效应，所述第一值为所述频率变化率大于所述第一阈值且所述电压差值小于所述第 二阈值时所述第三逻辑值的值。
7. 根据权利要求6所述的用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于，所述第一逻辑 丰吴块包括： 第一检测模块，用于检测所述分布式电源系统的频率； 第一运算模块，与所述第一检测模块相连，用于根据所述分布式电源系统的频率计算 所述分布式电源系统的频率变化率；以及 第一比较模块，所述第一比较模块的第一输入端与所述第一运算模块相连，用于输入 所述分布式电源系统的频率变化率，所述第一比较模块的第二输入端用于输入所述第一阈 值，所述第一比较模块用于根据所述分布式电源系统的频率变化率和所述第一阈值得到所 述第一逻辑值。
8. 根据权利要求6所述的用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于，所述第二逻辑 丰吴块包括： 第二检测模块，用于检测所述分布式电源系统的电压值； 第二运算模块，与所述第二检测模块相连，用于根据所述分布式电源系统的电压值计 算所述分布式电源系统的电压差值；以及 第二比较模块，所述第二比较模块的第一输入端与所述第二运算模块相连，用于输入 所述分布式电源系统的电压差值，所述第二比较模块的第二输入端用于输入所述第二阈 值，所述第二比较模块用于根据所述分布式电源系统的电压差值和所述第二阈值得到所述 第二逻辑值。
9. 根据权利要求6所述的用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于，所述检测模块 包括：触发器，与所述或运算逻辑模块相连。
10. 根据权利要求6所述的用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于，所述检测模块 包括：延时模块，与所述或运算逻辑模块相连，用于延时预设时间。
11. 根据权利要求6至10中任一项所述的用于电力系统的孤岛检测装置，其特征在于， 在检测出所述电力系统发生孤岛效应时，所述检测模块还用于输出控制信号，其中，所述控 制信号用于控制切断所述分布式电源系统与所述负载的连接。
【专利摘要】本发明公开了一种用于电力系统的孤岛检测方法及装置，该用于电力系统的孤岛检测方法包括：计算分布式电源系统的频率变化率；计算分布式电源系统的电压差值；比较频率变化率和第一阈值的大小以及电压差值和第二阈值的大小；以及如果频率变化率大于第一阈值且电压差值小于第二阈值，则检测出电力系统发生孤岛效应。通过本发明，解决了相关技术中电力系统中孤岛检测死区区域较大的问题，进而达到了减小电力系统中孤岛检测死区区域的效果。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104730396
【申请号】CN201510162050
【发明人】王海云, 孙健, 钱叶牛, 杨楠, 刘慧珍, 王存平, 张岩, 张再驰
【申请人】国家电网公司, 国网北京市电力公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月7日