[發明專利]基于電壓諧波突變量的孤島檢測方法

有效

• 申請號: 201610120966.8
• 申請日: 2016-03-03
• 公開（公告）號: CN105629114A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 高淑萍;李文浩;羅娟;楊忠禮;付周興;謝晶
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于分布式電源并網技術領域，具體涉及一種基于電壓諧波突變量的孤島檢測方 法。

背景技術

孤島效應是指在分布式發電系統中，當電網供電因故障事故或者停電維修而跳閘時，各 個用戶端的分布式并網發電系統未能及時檢測出停電狀態從而將自身切離市電網絡，最終形 成由分布電站并網發電系統和其相連的負載組成了一個自給供電的孤島發電系統。

孤島效應使電壓及頻率失去控制，如果分布式發電系統沒有調節電壓和頻率的能力，且 沒有電壓和頻率保護繼電器來限制電壓和頻率的偏移，那么孤島系統中的電壓和頻率必然發 生較大的波動，從而對電網和用戶設備造成危害。

在由孤島運行變為并網運行時，由于重合閘系統中的分布式發電裝置可能與電網不同步 導致電路斷路器裝置收到損壞，還可能產生較高的沖擊電流，從而危害孤島系統中的裝置， 甚至導致電網重新跳閘。

孤島效應可能會導致故障不能切除，從而導致電網設備的損害，并且干擾電網正常供電 系統的自動或者手動恢復。

孤島效應使得一些被認為已經與所有電源斷開的線路帶點，這會給電網維修人員或者用 戶帶來電擊的危險。因此，快速有效地檢測出孤島效應并將故障切除是很有必要的。

目前，孤島檢測方法主要可以分為兩類，即基于通信的孤島檢測方法和局部孤島檢測方 法。第一類基于通信的孤島檢測方法主要是利用無線電通信來檢測孤島效應，該方法能夠減 小檢測盲區，但設計復雜，未能得到廣泛應用。

第二類局部孤島檢測方法是通過監控并網發電裝置的端電壓以及電流信號實現的。局部 孤島檢測方法又可以進一步分為被動式和主動式兩種：被動式方法僅根據并網逆變器輸出的 電壓或頻率的異常來判斷孤島的發生，通常被動式方法存在相對較大的檢測盲區；而主動式 方法則通過向電網注入擾動，并利用該擾動信號引起的系統電壓、頻率以及阻抗等的相應變 化來判斷孤島的發生，該方法雖然能夠有效地減少檢測盲區，但是會對電能質量產生一定的 影響。

發明內容

針對上述背景技術中所提到的目前孤島檢測方法的優劣，本發明提出了一種基于電壓諧波 突變量的孤島檢測方法，該方法在不影響系統電能質量的前提下，能夠快速有效地檢測出孤島 效應。

本發明的技術方案是這樣實現的：

基于電壓諧波突變量的孤島檢測方法，包括以下步驟：

步驟1：利用滑動數據窗計算并網逆變器端電壓特定次諧波突變量的絕對值 |ΔU₃|、|ΔU₅|、|ΔU₇|：

步驟2：根據絕對值|ΔU₃|、|ΔU₅|、|ΔU₇|來判斷是否發生孤島；

當|ΔU₃|、|ΔU₅|、|ΔU₇|分別小于或等于整定值U_set1、U_set2、U_set3時，則未發生孤島；

當|ΔU₃|>U_set1或|ΔU₅|>U_set2或|ΔU₇|>U_set3且持續時間超過40毫秒時，則孤島發生。

所述滑動數據窗的長度為20毫秒。

所述整定值的計算公式為：

|ΔU₃|>U_set1＝0.001U₁

|ΔU₅|>U_set2＝0.0012U₁

|ΔU₇|>U_set3＝0.0005U₁

其中：

U₁為基波相電壓有效值；

U₃為3次諧波相電壓有效值；

U₅為5次諧波相電壓有效值；

U₇為7次諧波相電壓有效值；

U_set1為3次諧波相電壓整定值；

U_set2為5次諧波相電壓整定值；