[發明專利]一種基于廣域信息的孤島保護控制新方法

有效

• 申請號: 201510749050.4
• 申請日: 2015-11-08
• 公開（公告）號: CN105425063A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 楊晶晶;武志剛;林騫;曹華明;許子濤;晉飛;王娟娟;徐克政;呂學賓;欒國軍
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司濰坊供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02J3/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于廣域信息的孤島保護控制新方法。

背景技術

隨著全球能源危機日益嚴重，環境保護問題日益突出，民眾對于環境友好型的清潔能源也越來越青睞。各國在大力發展傳統電力的同時，新能源發電技術也取得了長足發展，尤其是風電、光伏等新能源發電已初具規模。而且，當前國家政策扶持建設新能源的力度逐步增大，這為傳統電力的規劃改造與優化布局提供了發展方向。另外，建設清潔、安全、自愈、經濟、優質和互動的含分布式電源的堅強智能電網是電網自動化技術的發展方向和必然趨勢。分布式電源既可與配電網并網運行，又能與本地負載構成微網獨立孤島運行，為實現兩種運行方式的無縫切換以及降低非計劃孤島對電能質量的影響，DG必須具備孤島檢測的能力。

目前，孤島保護主要包括基于通信網絡的保護與基于本地測量信號的保護兩大類，而基于本地測量信號的保護又分為無源保護（被動式保護）與有源保護（主動式保護）?；谕ㄐ诺谋Ｗo具有檢測速度快，穩定性好，對系統影響小等優點，但對通信依賴程度大，成本高。無源保護通過檢測電壓、頻率與相位等電氣量的偏移變化量來判斷孤島發生與否。此種保護簡單方便，易于實現，對電能質量無影響，但檢測盲區大，判據門檻值難以確定。有源保護通過向系統加入擾動信號，使系統電氣量信息偏離正常穩定工作點從而實現孤島檢測。此類保護能減小或消除檢測盲區，靈敏度高，但會對電能質量造成一定影響。

目前，國內外研究學者在孤島保護領域已經取得了豐碩的研究成果。

在被動式孤島檢測方面，《Evaluationofanti-islandingschemesbasedonnon-detectionzoneconcept》提出了通過檢測公共耦合點PCC處的電壓和頻率信息，判定系統是否發生孤島。孤島發生時，逆變器輸出功率與本地負載的不平衡，從而造成了電壓和頻率的變化。這一原理正是利用了孤島發生前后的電氣量變化來設定檢測門檻值，當電氣量變化超過設定的正常闋值，就可檢測到孤島發生。但是，方法本身存在較大的檢測盲區，而且檢測門檻值不易確定，同時，孤島檢測本身未考慮與分布式電源的低電壓穿越問題，以及與重合閘的配合問題等等。

《Overviewofanti-islandingalgorithmsforPVsystems》提出了通過檢測并網逆變電源輸出電流與PCC處輸出電壓之間的相位差來判定孤島發生與否。并網狀態正常運行時，由于并網逆變器中鎖相環PLL的控制，系統運行在單位功率因數模式下，并網逆變器的輸出電流始終與電網電壓保持同步運行狀態。而一旦電網斷開后，PCC處電壓由逆變器輸出電流和負載阻抗決定，一般DG可視為電流源，其輸出電流為頻率和相位不變的正弦波。所以，對于非阻性的非線性負載，PCC處電壓發生相位發生突變，利用電壓和輸出電流間的相位差的波動變化可以確定孤島發生與否。但是，此法的檢測判據門檻值難以確定，易受負載類型的影響，而且，方法本身未考慮DG的低電壓穿越問題以及與重合閘的配合問題。

《Preventionofislandingingrid-connectedphotovoltaicsystems》提出了一種電壓諧波檢測法，通過監測檢測點電壓的總諧波失真度來判定孤島發生與否。并網運行時，系統阻抗較小，逆變器輸出電流諧波主要流入電網，PCC處電壓受系統電壓牽制，電壓諧波含量很??；電網斷開后，由于變壓器磁滯非線性特性，造成的輸出電流在變壓器上產生失真電壓，逆變器產生的諧波電流流入非線性負載，產生較大的諧波。所以，通過檢測PCC輸出電壓的畸變程度就可判定孤島發生與否。但是，此法檢測盲區大，非線性電氣設備的存在影響檢測精準度，而且方法本身未考慮DG的低電壓穿越問題以及與重合閘的配合問題。

在主動式孤島檢測方面，《AdigitalcontrolledPV-inverterwithgridimpedanceestimationforENSdetection》提出了一種阻抗測量檢測法，通過逆變器向電網周期性地注入電流幅值擾動，使其輸出功率發生變化，進而使輸出電壓改變。但是，此法主要適用于單逆變器情況下的檢測，而且本身未考慮DG的低電壓穿越問題以及與重合閘的配合問題。