[發明專利]一種分布式電源主動式孤島檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 201510428944.3
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN105044511B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 李瑞生;郭寶甫;田盈;王偉;翟登輝
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;許繼集團有限公司;許昌許繼軟件技術有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

本發明涉及一種分布式電源主動式孤島檢測裝置及方法，屬于智能電網技術領域。本發明通過向電網系統中逆變器的一臺隔離變壓器高壓側繞組的中性點處串聯接入一接地變壓器，并在該接地變壓器的副邊側接入低頻交流電源，使交流電源通過接地變壓器向電網系統中的中性點處注入一定量的低頻電壓和低頻電流，實時測量由接地變壓器和交流電源構成測量回路的電壓和電流，根據孤島效應發生前后電壓、電流測量值的變化特征，利用絕對值幅值比較原理對孤島進行檢測。本發明的孤島檢測采用向電網中逆變器的一臺隔離變壓器高壓側繞組的中性點處注入交流電源，既消除了檢測盲區，又減小了電能質量對電網的影響，能夠快速準確的實現對孤島的檢測。

技術領域

本發明涉及一種分布式電源主動式孤島檢測裝置及方法，屬于智能電網技術領域。

背景技術

孤島檢測是分布式發電系統以及微電網必須具備的重要功能。當電網供電因故障或停電維修時，各用戶端的分布式并網發電系統或微電網必須及時檢測出停電狀態將自身切離電網，對微電網來說，要從并網運行模式轉為離網(即孤島運行)模式，提高電力系統安全和供電可靠性。孤島檢測方法分為被動式檢測方法和主動式孤島檢測方法，被動式檢測方法是檢測公共點電壓的相位、頻率以及諧波變化，方法簡單但存在檢測盲區。主動式檢測方法可彌補被動式檢測方法的不足，其方法包括有功功率擾動、無功功率擾動、檢測電網阻抗變化等方法。信號注入主動式孤島檢測方法也是一種電網阻抗檢測法，但其機理是通過向逆變器并網點注入非電網特征頻率的諧波電流，從而計算電網阻抗，通過孤島發生前后的阻抗變化來檢測孤島是否發生，但這種方式對逆變器的輸出產生了不良影響，而且多臺逆變器并聯運行時，擾動以及注入信號的不同步會使檢測的準確度大受影響，也可能造成電壓閃變和電壓不穩，影響了電能質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種分布式電源主動式孤島檢測裝置及方法，以消除目前孤島檢測過程中存在檢測盲區以及影響電能質量的問題。

本發明為解決上述技術問題提供了一種分布式電源主動式孤島檢測裝置，該孤島檢測裝置包括接地變壓器、交流電源、檢測單元、電壓測量支路和電流測量支路，所述接地變壓器的原邊側用于接入電網逆變器隔離變壓器高壓側繞組中性點，接地變壓器的副邊側與交流電源連接，交流電源通過接地變壓器注入中性點，電壓測量支路和電流測量支路輸出端均與檢測單元的輸入端連接，用于測量由接地變壓器和交流電源構成的測量回路的電壓和電流值，所述檢測單元用于根據孤島效應發生前后電壓、電流測量值的變化特征，利用絕對值幅值比較原理對當前時刻的電壓和電流以及前一時刻的電壓和電流進行判別，若滿足判別公式則說明該分布式電源處于孤島狀態。

所述檢測單元采用的判別公式為：

其中為當前時刻電壓測量支路得到的測量值，為前一時刻電壓測量支路得到的測量值，為當前時刻電流測量支路得到的測量值，為前一時刻電流測量支路得到的測量值，k＞5。

所述的交流電源采用低于工頻的交流電源。

所述的電流檢測支路采用電流互感器實現，該電流互感器串接在接地變壓器和交流電源構成的測量回路中，電流互感器的輸出端與檢測單元的輸入端連接。

所述的電壓測量支路采用電阻實現，該電阻并接在接地變壓器和交流電源構成的測量回路中，電阻兩端接入檢測單元的輸入端。

本發明還提供了一種分布式電源主動式孤島檢測方法，該孤島檢測方法包括以下步驟；

1)通過接地變壓器向電網中逆變器的一臺隔離變壓器高壓側繞組的中性點處注入交流電源；

2)實時測量由接地變壓器和交流電源構成的測量回路的電壓和電流值；

3)根據孤島效應發生前后電壓、電流測量值的變化特征，利用絕對值幅值比較原理對當前時刻的電壓和電流以及前一時刻的電壓和電流進行判別，若滿足判別公式則說明分布式電源處于孤島狀態。