[發(fā)明專利]一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611150461.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN107658898B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉純;何國(guó)慶;馮凱輝;孫文文;李光輝;王淼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/50
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)方法及系統(tǒng)，所述方法包括在光伏發(fā)電場(chǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率超過防孤島保護(hù)范圍時(shí)，斷開光伏發(fā)電場(chǎng)內(nèi)所有逆變器；在光伏發(fā)電場(chǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率未超過預(yù)設(shè)的防孤島保護(hù)范圍時(shí)，通過比較相鄰兩個(gè)頻率周期內(nèi)并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率的變化量及其閾值，確定光伏發(fā)電場(chǎng)內(nèi)形成孤島的可能性；在確定存在形成孤島的可能時(shí)，比較并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率與工頻，并根據(jù)比較結(jié)果確定相應(yīng)的預(yù)設(shè)控制策略對(duì)所有逆變器輸出的無功功率進(jìn)行調(diào)整，直至并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率超過防孤島保護(hù)范圍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)方法及系統(tǒng)，適用于包括多臺(tái)逆變器的防孤島保護(hù)，不存在監(jiān)測(cè)盲區(qū)、可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及主動(dòng)式防孤島技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

孤島現(xiàn)象是指包含負(fù)荷和電源的部分電網(wǎng)，從主網(wǎng)脫離后繼續(xù)孤立運(yùn)行的狀態(tài)。孤島可分為非計(jì)劃性孤島和計(jì)劃性孤島。其中，計(jì)劃孤島運(yùn)行可以有效發(fā)揮分布式電源的積極作用，減少因停電而帶來的損失，提高供電質(zhì)量和可靠性。非計(jì)劃孤島主要是因故障跳閘等偶然因素所形成的孤島，非計(jì)劃孤島運(yùn)行可能會(huì)對(duì)用戶及設(shè)備造成嚴(yán)重的危害，因此必須能夠在短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到孤島運(yùn)行狀態(tài)，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將電源切除。

目前光伏電站的防孤島保護(hù)方法主要是本地孤島檢測(cè)方法：并網(wǎng)逆變器通過檢測(cè)出口電壓和電流信號(hào)是否超過預(yù)定的閾值來判斷電力系統(tǒng)是否發(fā)生孤島，在判別出孤島狀態(tài)后就將并網(wǎng)逆變器退出運(yùn)行。孤島判別方法主要包括被動(dòng)式防孤島方法和主動(dòng)式防孤島方法，其中，

1、被動(dòng)式防孤島方法

動(dòng)式防孤島方法是通過檢測(cè)公共點(diǎn)的電壓或者頻率異常來進(jìn)行孤島檢測(cè)，主要包括基于有功功率不平衡的過/欠電壓孤島檢測(cè)法、基于無功功率不平衡的過/欠頻率孤島檢測(cè)法、基于相位跳變孤島檢測(cè)法和基于電壓諧波孤島檢測(cè)法，但是在孤島狀態(tài)下若光伏發(fā)電和負(fù)荷功率失配量較小時(shí)，公共點(diǎn)參數(shù)變化小，動(dòng)式防孤島方法將失效，所以動(dòng)式防孤島方法存在檢測(cè)盲區(qū)，必須結(jié)合其他檢測(cè)方法。

2、主動(dòng)式防孤島方法

主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法是通過向電力系統(tǒng)注入擾動(dòng)信號(hào)，破壞功率平衡，使得電網(wǎng)參數(shù)達(dá)到觸發(fā)水平，以此實(shí)現(xiàn)孤島檢測(cè)。一般主要有電壓幅值偏移到一定數(shù)值激發(fā)孤島保護(hù)、頻率偏移到一定數(shù)值激發(fā)孤島保護(hù)和估計(jì)電網(wǎng)阻抗值間接判斷孤島狀態(tài)，相應(yīng)地，孤島檢測(cè)方法主要包括電壓偏移法、頻率偏移法、阻抗估算法。但是主動(dòng)式孤島檢測(cè)方法會(huì)對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量和暫態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生不利影響。

同時(shí)，上述被動(dòng)式防孤島方法和主動(dòng)式防孤島方法僅適用于單臺(tái)逆變器并網(wǎng)時(shí)進(jìn)行孤島檢測(cè)，應(yīng)用于包含多臺(tái)逆變器的光伏發(fā)電場(chǎng)時(shí)檢測(cè)效果明顯下降，有可能不能正常檢測(cè)出孤島或者在正常情況下出現(xiàn)誤動(dòng)作。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)方法及系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明中一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)方法的技術(shù)方案是：

所述方法包括：

當(dāng)光伏發(fā)電場(chǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率超過防孤島保護(hù)范圍后，斷開光伏發(fā)電場(chǎng)內(nèi)所有逆變器；

在光伏發(fā)電場(chǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率未超過預(yù)設(shè)的防孤島保護(hù)范圍時(shí)，通過比較相鄰兩個(gè)頻率周期內(nèi)所述并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率的變化量及其閾值，確定所述光伏發(fā)電場(chǎng)內(nèi)形成孤島的可能性；

在確定存在形成孤島的可能時(shí)，比較并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率與工頻，并根據(jù)比較結(jié)果確定相應(yīng)的預(yù)設(shè)控制策略對(duì)所有逆變器輸出的無功功率進(jìn)行調(diào)整，直至并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率超過防孤島保護(hù)范圍。

第二方面，本發(fā)明中一種光伏發(fā)電場(chǎng)站級(jí)防孤島保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)方案是：

所述系統(tǒng)包括：

控制模塊，用于在光伏發(fā)電場(chǎng)的并網(wǎng)點(diǎn)母線頻率超過防孤島保護(hù)范圍后，斷開光伏發(fā)電場(chǎng)內(nèi)所有逆變器；