[發明專利]適用于集群分布式光伏系統的孤島檢測方法

有效

• 申請號: 201610179385.1
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105743122B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 陳銘;沈海平;湯錚;崔國華;王璟;顧江;邱巍;李立;董震威;張之豪
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司無錫供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R31/00;H02S50/00
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;韓鳳

本發明提供了一種適用于集群分布式光伏系統的孤島檢測方法，集群分布式光伏系統包括多組分布式光伏發電設備以及后臺監控；首先接受后臺監控有關孤島跳閘信號請求；然后測量分布式光伏系統公共連接點處的電能質量是否滿足孤島描述；最后根據電能質量水平選定主動擾動判據，檢測輸出有功或無功功率的變化、公共連接點處電壓或頻率的變化或者負荷吸收有功和無功、負荷電壓的變化來判斷孤島狀態；根據指標是否大于設定的閾值確定系統是否發生孤島狀態。本發明引入多判據，消除了集群分布式光伏系統不穩定時造成并網系統誤報孤島情形的發生，避免引起光伏發電系統的故障誤判。采用三級邏輯防護孤島狀態，增加了孤島狀態判斷的冗余度，可配置的靈活度。

技術領域

本發明涉及一種適用于集群分布式光伏系統的孤島檢測方法，屬于自動控制領域。

背景技術

集群分布式光伏系統并網運行時，當電網由于電器故障、誤操作或自然因素等原因中斷供電，系統未能及時檢測出停電狀態并脫離電網，使系統和周圍的負載組成一個電力公司無法控制的自供給供電系統。一旦處于孤島狀態可能會對設備造成損壞，影響電力系統安全正常運行，嚴重時甚至可能威脅線路檢修人員的人身安全。現有孤島檢測技術存在如下問題：

(1)集群分布式光伏系統運行設備多，主動擾動各自獨立且協調難度大，而且多個分布式系統同時擾動時，注入的各干擾信號可能相互沖突，影響孤島檢測。

(2)分布式光伏系統工作環境復雜且不同環境的孤島狀態指標差異較大，單一的孤島檢測方法都有固有的缺點。單一孤島檢測設置的閾值不能適應所有的工況。而且主動檢測需降低對電能質量負面影響。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種適用于集群分布式光伏系統的全面、自適應、安全可靠、快速響應的自適應孤島檢測方法。所述集群分布式光伏系統包括多組分布式光伏發電設備以及后臺監控。

按照本發明提供的技術方案，所述適用于集群分布式光伏系統的孤島檢測方法包括：步驟一，首先直接接受后臺監控有關孤島跳閘信號請求；步驟二，測量分布式光伏系統公共連接點處的電能質量是否滿足孤島描述；步驟三，根據電能質量水平選定主動擾動判據，檢測輸出有功或無功功率的變化、公共連接點處電壓或頻率的變化，或者負荷吸收有功和無功、負荷電壓的變化來判斷孤島狀態；根據指標是否大于設定的閾值來確定系統是否發生孤島狀態。

步驟一中，集群分布式光伏發電設備組成一個區域性通訊系統和能量交互系統，集群內部每臺光伏發電設備獨立運行，且受后臺監控；系統后臺開放孤島保護權限，主動對分布式光伏發電設備發出干預信號，或者由維護人員主動控制孤島保護，提前關閉光伏發電設備，防止孤島保護引起不可控的脈沖性沖擊；分布式光伏設備通過后臺通信監控系統，主動檢測電網主動的干預信號或被動的跳閘信號，即時響應跳閘。

所述干預信號一般來自于負荷開關或者繼電器的狀態反饋信號。

步驟二中，利用分布式光伏發電設備的硬件結構，檢測公共連接點處電能質量是否滿足國標，然后響應孤島效應保護措施；基于獨立的分布式光伏發電設備包括：依次連接的逆變單元、濾波器、斷路器，濾波器的輸出再依次連接檢測單元、控制器，控制器的輸出連接逆變單元的控制端；光伏電池板通過逆變單元、濾波器、斷路器，將光伏能量轉換為與電網匹配的電能形式；借助逆變單元利用PWM變換，將光伏電池板直流電轉換為交流電，經濾波器變換為工頻交流電；分布式光伏發電設備具有獨立的斷路器，在設備檢測到孤島運行時能夠提供脫扣或短路保護；所述檢測單元用于檢測公共連接點處的電壓、電流、頻率分量，所述控制器計算、存儲數據，利用智能算法控制分布式光伏發電設備運行，同時與后臺通訊，上傳本地工作狀況，同時接受后臺控制命令。