[發明專利]一種混合式逆變型分布式電源孤島檢測方法

有效

• 申請號: 201810150130.1
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108445424B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳曉龍;王心怡;簡潔;譚志遙;姚為;劉鴻達;李永麗
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/40
• 分類號: G01R31/40
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種混合式逆變型分布式電源孤島檢測方法，該方法在實時測量PCC處電壓有效值V_PCC及其頻率f和IBDG有功功率輸出P_DG的基礎上，通過比較電壓測量值V_PCC與正常情況下電壓額定值V_N、頻率f與其額定值50Hz的大小，判斷無功擾動與頻率偏移量間互相關系數與整定值的大小，自適應調整施加在IBDG額定無功參考值上擾動的變化率。

技術領域

本發明屬于電力系統保護與控制領域，針對基于可再生能源的逆變型分布式電源可能出現的非計劃孤島問題，提出了一種充分利用被動式檢測信息來自適應調整無功擾動大小的混合式孤島檢測方法。

背景技術

非計劃孤島是指在主電網因故障事故或停電檢修而跳閘斷開后，分布式電源未能及時檢測出主電網處于停電狀態，仍然向本地負載供電，形成了一個無法安全穩定運行的自給供電孤島。非計劃孤島運行可能會給電力系統的安全穩定運行帶來一系列問題，比如無法徹底清除故障、重合閘失敗、備自投時間延長甚至失敗、孤島系統內電能質量惡化等，同時也會危害運維人員的人身安全。因此，為了保證供電的可靠性和穩定性，美國電氣電子工程師協會(IEEE)相關標準、我國國家標準以及電網公司企業標準等均要求并網運行的分布式電源具有防孤島保護功能，即分布式電源需配置孤島檢測方法，當檢測到非計劃孤島運行狀態時，立即退出運行。

常見的非計劃孤島檢測方法包括通信法、被動法和主動法三大類：1)通信法是借助通信技術將電網斷路器的開合狀態發送給分布式電源以實現運行模式判斷，該方法不存在檢測盲區，也不影響電能質量，但是該方法的實施較為復雜，經濟性也較差，并且當通信網絡發生故障時，該方法也隨之失效；2)被動法通過檢測電壓、相位、頻率及其變化率、諧波等基本電氣量是否在允許范圍之內來判定孤島，該方法不會對系統電能質量造成影響，但是存在較大檢測盲區，通常與主動法配合使用；3)主動法通常在分布式電源的控制系統中注入擾動信號，并通過正反饋環節使得孤島發生后相關電氣量超出門檻值，從而判定孤島，該方法能夠減小甚至消除檢測盲區，但同時也對電能質量造成了一定影響，并且現有方法多數僅針對單個分布式電源有效，當其應用于多個分布式電源時，因無法保證擾動信號的同步性，可能使得擾動相互抵消而稀釋，大大降低了孤島檢測的可靠性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種的混合式逆變型分布式電源孤島檢測方法。本發明借助公共耦合點(PCC)處電壓變化量、諧波阻抗變化量、無功擾動與頻率偏移間的互相關系數等信息，可以自適應調整線性無功擾動斜率，實質性特點是：1)不存在孤島檢測盲區；2)具有通用性，既適用于整功率因數運行的IBDG，也適用于非整功率因數運行的IBDG；3)既能減小正常并網運行時施加的無功擾動及其對系統電能質量的影響，又能保證了孤島發生后無功擾動快速增大，有效實現孤島檢測；4)充分利用被動檢測信息，縮短疑似孤島判斷時間；5)適用于多IBDG運行，無需通信就能保證無功擾動的同步性；6)僅改變IBDG無功參考值整定公式及其判據，且無需適時測量負載無功值，更加簡單易行。本發明的技術方案如下：

一種混合式逆變型分布式電源孤島檢測方法，該方法在實時測量PCC處電壓有效值V_PCC及其頻率f和IBDG有功功率輸出P_DG的基礎上，通過比較電壓測量值V_PCC與正常情況下電壓額定值V_N、頻率f與其額定值50Hz的大小，判斷無功擾動與頻率偏移量間互相關系數與整定值的大小，自適應調整施加在IBDG額定無功參考值上擾動的變化率，步驟如下：

1)當f大于或等于50Hz時，IBDG的無功參考值為Q_ref＝-k(f-49.9)+Q_{ref_rated}，k取值為6％P_DG，另外，無功擾動與頻率偏移量間互相關系數為C_f＝-100k(f-49.9)(50-f)；