[發明專利]一種多進程的孤島效應檢測裝置及方法

無效

• 申請號: 201210082158.9
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102624027A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 孫秋野;張化光;李玉帥;李昕同;何志強;滕菲;劉鑫蕊;趙琰;張欣
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R31/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術領域

本發明屬于分布式發電系統故障檢測領域，具體涉及一種多進程的孤島效應檢測裝置及方法。

背景技術

自二十世紀以來，隨著經濟和社會的快速發展，能源消耗與日俱增，電力需求的迅速增長使得人們越來越重視可再生能源的發展，分布式發電技術以其獨有的特點引起人們越來越多的關注。隨著分布式發電系統并網數量逐年增多，孤島效應成為制約分布式發電技術的主要因素，其原因主要是分布式發電技術不同于傳統大電廠發電、大電網輸電的供配電技術，由于其自身發電容量小、布局分散等特點，傳統的調度方式不能進行有效控制，這樣當接入電網發生故障就會使并網分布式發電系統陷入孤島狀態。為了提高并網分布式發電系并網的可靠性、可控性，充分發揮分布式發電系統的優勢，各國對于并網分布式發電系都要求具有孤島效應檢測功能，譬如：在日本，要求至少有一種被動檢測方法和一種主動檢測方法；在北美，要求制造商采用基于頻率、相位或電壓偏移的主動式孤島檢測方式；在中國，GB/T19939-2005光伏系統并網技術要求中要求至少各一種主動和被動孤島檢測裝置。因此，對于孤島效應檢測技術的研究及其相關裝置的研究成為了國內外電力研究人員的研究熱點。

現今，關于分布式發電系統孤島效應檢測方法已經有許多種，主要分為主動檢測和被動檢測兩大類。就目前而言，被動檢測具有技術簡單、易于實施，不需要向系統注入擾動，減小了諧波影響等優勢。但是，被動檢測只能對孤島效應后的分布是發電系統進行檢測，并做出相應的處理，它不能提前發現孤島現象，此外被動檢測的檢測盲區大。主動檢測方法檢測雖然具有檢測精度高，檢測盲區小等優勢，但是該方法控制較復雜，而且由于檢測過程需要注入擾動信號，降低了逆變器輸出電能的質量。因為不論是被動式檢測方法還是主動式檢測方法都存在自身的優點和缺點，所以主動檢測與被動檢測相結合成為如今成為孤島檢測技術研究的新方向。現在的主動檢測與被動檢測結合的孤島檢測技術種類繁多，如過欠壓/過欠頻檢測法與頻率偏移檢測法結合、電壓諧波檢測法與滑模頻漂檢測法結合......但是這些方法都具有技術缺陷，譬如實施技術難度大、還存在較大的檢測盲區、控制裝置復雜、檢測時間長等。

發明內容

針對現有方法存在的不足，本發明提出一種多進程的孤島效應檢測裝置及方法，以達到更加全面的對系統進行孤島檢測的目的。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種多進程的孤島效應檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：將采集到的三相電壓、電流和頻率進行濾波、降噪、變壓處理和模數轉換，并對轉換后的數字信號進行歸一化處理，送至數據存儲器單元保存；

步驟2：初始化系統參數，所述的系統參數包括系統的電阻值R、電感值L和電容值C；

步驟3：利用步驟1存儲的數據，計算系統的有功功率P和無功功率Q，并將有功功率值和無功功率值存入數據存儲器單元保存；

步驟4：將數據儲存器中的數據送入DSP的CPU，進行被動孤島檢測，判斷孤島是否發生，方法為：(1)利用過欠壓/過欠頻檢測法計算有功功率和無功功率的不平衡度；(2)利用相位突變檢測法計算電壓電流相位差角；(3)利用功率/頻率變化率檢測法計算有功功率變換率、無功功率變換率及頻率的變換率；利用上述(1)(2)(3)的結果，計算被動檢測綜合評價指標值，若該值不大于10，說明分布式發電系統為正常并網運行狀態，利用主動孤島檢測流程對被動孤島檢測的結果進行復核，執行步驟5；該值大于10，說明分布式發電系統已處于孤島狀態，此時系統DSP發出PWM波驅動斷路控制器，將分布式發電系統從電網切除；

步驟5：主動孤島檢測，方法為：利用主動移頻法計算頻移的最大值ω_max和最小值ω_min，計算分布式發電系統與電網節點處的角頻率ω_P，如果不滿足ω_min＜ω_P＜ω_max，說明被動檢測的結果不正確，此時DSP發出PWM波驅動斷路控制器，將分布式發電系統從電網切除；否則，說明被動檢測的結果是正確的，執行步驟6；

步驟6：分布式發電系統處于孤島運行狀態，利用通訊單元與上位機進行遠程通訊，向操作人員提示系統已從電網切除；

步驟7：儲存在數據儲存單元的數據通過顯示單元進行分布式發電系統的狀態顯示，向系統檢修人員提供檢修依據；