[發明專利]一種光伏發電場站級防孤島保護方法及系統

有效

• 申請號: 201611150461.2
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN107658898B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 劉純;何國慶;馮凱輝;孫文文;李光輝;王淼
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司;國網寧夏電力有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/50
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種光伏發電場站級防孤島保護方法，其特征在于，所述方法包括：

在光伏發電場的并網點母線頻率超過防孤島保護范圍時，斷開光伏發電場內所有逆變器；

在光伏發電場的并網點母線頻率未超過預設的防孤島保護范圍時，通過比較相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量及其閾值，確定所述光伏發電場內形成孤島的可能性；

在確定存在形成孤島的可能時，比較并網點母線頻率與工頻，并根據比較結果確定相應的預設控制策略對所有逆變器輸出的無功功率進行調整，直至并網點母線頻率超過防孤島保護范圍；

所述根據比較結果確定相應的預設控制策略對所有逆變器輸出的無功功率進行調整，包括：

若所述并網點母線頻率大于工頻，則對所有逆變器進行正反饋無功控制；

若所述并網點母線頻率小于工頻，則對所有逆變器進行負反饋無功控制；

所述對所有逆變器進行正反饋無功控制包括：修正逆變器無功控制策略的無功指令；修正后的無功指令包含的無功功率增加量如下式所示：

Q_i＝D％×N×P_i

其中，Q_i為第i個無功指令周期的無功功率增加量，P_i為第i個無功指令周期對應的有功功率值，N為無功指令的修正次數，D為預設的常數，D0，i≥2，N≥1；

所述對所有逆變器進行負反饋無功控制包括：修正逆變器無功控制策略的無功指令；修正后的無功指令包含的無功功率增加量如下式所示：

Q_j＝-D％×M×P_j

其中，Q_j為第j個無功指令周期的無功功率增加量，P_j為第j個無功指令周期對應的有功功率值，M為無功指令的修正次數，D為預設的常數，D0，j≥2，M≥1；

所述通過比較相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量及其閾值，確定所述光伏發電場內形成孤島的可能性，包括：

相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量未超過其閾值時，確定當前不存在所述光伏發電場內形成孤島的可能性；

相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量超過其閾值時，確定當前存在所述光伏發電場內形成孤島的可能性；

所述逆變器無功控制策略為基于功率外環和電流內環的正負反饋雙閉環控制策略。

2.一種光伏發電場站級防孤島保護系統，其特征在于，所述系統包括：

控制模塊，用于在光伏發電場的并網點母線頻率超過防孤島保護范圍時，斷開光伏發電場內所有逆變器；

確定模塊，用于在光伏發電場的并網點母線頻率未超過預設的防孤島保護范圍時，通過比較相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量及其閾值，確定所述光伏發電場內形成孤島的可能性；

調整模塊，用于在確定存在形成孤島的可能時，比較并網點母線頻率與工頻，并根據比較結果確定相應的預設控制策略對所有逆變器輸出的無功功率進行調整，直至并網點母線頻率超過防孤島保護范圍；

第一調整單元用于通過修正逆變器無功控制策略的無功指令對所有逆變器進行正反饋無功控制；修正后的無功指令包含的無功功率增加量如下式所示：

Q_i＝D％×N×P_i

其中，Q_i為第i個無功指令周期的無功功率增加量，P_i為第i個無功指令周期對應的有功功率值，N為無功指令的修正次數，D為預設的常數，D0，i≥2，N≥1；

第二調整單元用于通過修正逆變器無功控制策略的無功指令對所有逆變器進行負反饋無功控制；修正后的無功指令包含的無功功率增加量如下式所示：

Q_j＝-D％×M×P_j

其中，Q_j為第j個無功指令周期的無功功率增加量，P_j為第j個無功指令周期對應的有功功率值，M為無功指令的修正次數j≥2，M≥1；

所述確定模塊包括第一確定單元和第二確定單元；

所述第一確定單元，用于在相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量未超過其閾值時，確定當前不存在所述光伏發電場內形成孤島的可能性；

所述第二確定單元，用于在相鄰兩個頻率周期內所述并網點母線頻率的變化量超過其閾值時，確定當前存在所述光伏發電場內形成孤島的可能性。