[發明專利]基于綜合阻抗基波分量的孤島檢測方法

有效

• 申請號: 201810565484.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108594046B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 高淑萍;汪凱昌;羅娟;贠保記;宋國兵
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02J3/38
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種基于綜合阻抗基波分量的孤島檢測方法，其利用并網逆變器側綜合阻抗基波分量的幅值實現孤島故障的判別。本發明主要用于電力系統中單PV并網孤島檢測，該方法僅需要采用公共耦合點電流電壓，對采樣頻率要求不高，算法簡單，在工程上易于實現；能在不對電能質量產生影響的前提下，快速并且有效地檢測出孤島故障，在并網開關單相以及兩相斷開情況下依然可以進行判別，可實現孤島故障的無盲區檢測，而且理論完備易于整定。本發明所述的檢測方法可以取代現有的被動檢測方法中基于阻抗突變量的檢測方法，尤其適合于分布電源輸出功率接近負載需求的功率。

技術領域

本發明屬于新能源并網與控制技術領域，具體來說，是一種利用綜合阻抗識別孤島故障的方法。

背景技術

孤島效應是指在分布式發電系統中，由于停電維修或者故障事故使得電網無法供電時，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本地負載組成了一個自給供電的孤島發電系統。

孤島效應可能會導致故障不能切除，從而導致相應的電氣設備造成損害，并干擾電網正常供電系統的自動或者手動恢復。

孤島效應可能會使一些被認為已經與所有電源斷開的線路帶電，這會給維修人員或者用戶帶來觸電的危險。因此，快速且有效地檢測出孤島并且將故障切除是很有必要的。

孤島效應可能會使電壓以及頻率失去控制，如果分布式發電系統沒有調節電壓和頻率的能力，并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勢必會產生較大的波動，從而對電網和用戶設備造成危害。

在從孤島運行狀態變為并網運行狀態時，由于重合閘系統當中的分布式發電裝置可能與電網不同步從而導致電路斷路器裝置發生損壞，還可能產生較高的沖擊電流，從而危害孤島系統中的各個設備，甚至導致電網重新跳閘。

目前而言，孤島檢測方法主要可以分成兩大類，即局部孤島檢測方法和基于通信的孤島檢測方法。第一類局部孤島檢測方法主要是通過監控并網發電裝置的端電壓或者端電流信號來實現的。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；主動式方法則通過向電網不斷注入擾動，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，此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或多或少的影響。

第二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，此方法能夠減小檢測盲區，但設計復雜，未能得到廣泛應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于綜合阻抗基波分量的孤島檢測方法，系統處于何種工作狀態，均能在不影響電力系統電能質量的情況下，快速有效地檢測出孤島效應。

為達到上述目的，本發明提供了新能源并網與控制技術領域中的一種基于綜合阻抗基波分量的孤島檢測方法。

進一步的，所述的利用并網逆變側特定頻率綜合阻抗的幅值實現孤島故障的判別按照以下步驟進行：

步驟一，在公共耦合點處，從逆變器側的傳感器中獲得電氣量信號；

步驟二，將電壓、電流信號通過快速傅里葉方法分解，孤島故障發生時可得到基波的電壓、電流信號；并分別求得其與正常運行狀態下所對應的變化量；

步驟三，使用滑模數據窗的方法求解得到綜合阻抗基波分量的幅值|ΔZ_a|、|ΔZ_b|、|ΔZ_c|；