一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法

本发明属于新能源发电领域，具体涉及一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法。

背景技术：

1、随着新能源发电的快速发展，光伏虚拟同步发电机技术正得到大力推广，光伏虚拟同步发电机具备类似同步发电机的惯性/阻尼、一次调频、电压调节等能力，可以抑制并网点电压频率及幅值变化率，增强并网点电网强度，能有效解决光伏发电系统在弱电网下的运行稳定问题。

2、传统的光伏电站以p/q模式并网接入大电网，当并网点与大电网断开后，如果光伏电站输出功率与负荷功率不匹配，将由被动孤岛检测方法通过感知电压与频率波动的异常判断出孤岛的发生，如果光伏电站输出功率与负荷功率匹配，则由光伏电站的主动防孤岛方法促使系统功率平衡被打破，使系统母线电压与频率被迫波动，以便孤岛现象被感知。

3、由光伏虚拟同步发电机组建的光伏电站具备电压源特性，它可以模拟同步发电机并网运行，当与大电网断开后，其运行特性将维持在独立电压源模式，这将导致当并网点与大电网断开后，光伏虚拟同步发电机电站可由自身建立的电压与频率重新维持系统稳定，可以为本地负荷提供稳定的电压与频率，即系统母线的电压与频率波动无法被传统孤岛检测方法感知，将造成孤岛无法识别的情况，因此亟需研究针对光伏虚拟同步发电机电站的并网孤岛检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，通过周期性改变基准功率点，根据每次变化后计算出的并网点功频特性系数判断并网点是否与大电网断开，从而快速准确地判断出孤岛现象，为下一步控制策略提供依据，保证系统安全稳定运行，同时避免安全事故的发生。该方法仅需要对光伏电站并网点进行孤岛检测，不需要检测每台光伏虚拟同步发电机的接入点，操作简便，并且检测准确度不受负荷变化的影响。

2、本发明的技术方案为：一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、步骤s1、采集系统当前运行功率p1，记录光伏虚拟同步发电机电站调差系数kpv。

4、步骤s2、改变光伏虚拟同步发电机电站的基准功率点由p01变化至p02。

5、步骤s3、采集系统当前运行功率p2与系统当前频率f2。

6、步骤s4、改变光伏虚拟同步发电机电站的基准功率点由p02变化至p03。

7、步骤s5、采集系统当前频率f3。

8、步骤s6、计算并网点功频特性系数ks。

9、步骤s7、判断并网点功频特性系数ks是否等于光伏虚拟同步发电机电站调差系数kpv，若是则进入步骤s8，否则进入步骤s9。

10、步骤s8、判定为孤岛，流程结束。

11、步骤s9、改变光伏虚拟同步发电机电站的基准功率点由p03变化至p01，进入步骤s1。

12、本发明的有益效果是：

13、1)可以根据并网点功频特性系数判断是否发生孤岛，从而为下一步控制策略提供依据，避免安全事故的发生。

14、2)仅需要对光伏电站并网点进行孤岛检测，不需要检测每台光伏虚拟同步发电机的接入点。

15、3)该检测方法不受负荷变化的影响。

技术特征：

1.一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤s1中，光伏虚拟同步发电机电站调差系数kpv可人为整定，但在系统运行过程中不会变化。

3.根据权利要求1所述的一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤s2、步骤s4、步骤s9中，光伏虚拟同步发电机电站的基准功率点p01、p02、p03根据工程实际情况整定。

4.根据权利要求1所述的一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤s6中，并网点功频特性系数ks的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤s7中由于采样偏差会导致ks的计算值与理论值存在一定的偏差，因此在比较ks与kpv是否相等时只需判断二者在允许范围内是否相等即可，例如ks允许范围为[160000,175000]，kpv允许范围为[110000，125000]，当ks为168000时认为其不等于kpv，当ks为114500时认为其等于kpv。

6.根据权利要求1所述的一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，其特征在于，所述步骤s8中判定为孤岛的原理在于：光伏虚拟同步发电机电站并网时有公式(2)成立：

技术总结
本发明公开了一种光伏虚拟同步发电机电站并网孤岛检测方法，通过周期性改变基准功率点，根据每次改变后计算出的并网点功频特性系数判断并网点是否与大电网断开，从而快速准确地判断出孤岛现象，为下一步控制策略提供依据，保证系统安全稳定运行，同时避免安全事故的发生。本发明仅需要对光伏电站并网点进行孤岛检测，不需要检测每台光伏虚拟同步发电机的接入点，操作简便，并且本发明不受负荷变化的影响。

技术研发人员：何晋伟,徐军
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15