[發明專利]一種孤島保護與低電壓穿越的協調運行方法

有效

• 申請號: 202011031719.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112260307B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 姜旭;孫福壽;丁浩;劉家巖;宋曉喆;王鼎;于淼;趙禹燦;孫銘徽;葛路明;陳寧;曲立楠
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;浙江大學;國網吉林省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明針對光伏并網系統孤島保護與低電壓穿越之間運行沖突問題，提出一種孤島保護與低電壓穿越的協調運行方法。當檢測到公共耦合點頻率正常而電壓異常時，該策略根據不同故障下諧波特性的不同，來協調光伏并網系統孤島保護和低電壓穿越兩種功能。本發明的有益效果是，本發明在協調兩種運行模式時不向系統注入任何電流，在不影響電能質量的前提下，讓孤島保護和低電壓穿越互不干擾，其實操作簡單易行，可與孤島的頻率保護和電壓保護互相適配。

技術領域

本發明涉及一種協調孤島保護與低電壓穿越的策略，屬于新能源領域中的故障檢測技術。

背景技術

為了保證電網安全穩定運行，光伏并網系統需同時具備孤島保護和低電壓穿越能力。孤島保護指當網側斷路器斷開、系統處于孤島狀態時，光伏電站應及時解列，以保證人員設備安全；而低電壓穿越是指當網側電壓短時跌落時，光伏電站應保持并網狀態運行一段時間，以維持電壓與頻率的穩定。這就帶來了一個難題，即當檢測到公共耦合點(pointof common coupling，PCC)電壓跌落時，光伏并網系統該如何選擇低電壓穿越或者孤島保護動作。當光伏并網系統處于孤島狀態時，執行低電壓穿越操作不僅會影響孤島檢測效果，而且還會對設備與人員造成傷害；而當網側電壓發生暫態擾動時，執行孤島保護的停機動作會使低電壓穿越失敗。

為了避免這一矛盾，目前我國電網的低電壓穿越與孤島檢測并不是同步進行的，而是在發生電壓跌落時，保持并網狀態運行國標規定的低電壓穿越時間后再進行孤島檢測。然而，根據GB/T 19964－2012、IEEE Std.1547.1－2020等國內外標準(參考文獻[1-9])的規定，當PCC電壓跌落以后，孤島保護要求系統在2s內解列，低電壓穿越則要求系統保持2s不脫網。顯然上述執行方式優先保證光伏并網系統的低電壓穿越能力，而在孤島保護動作時間上與各并網準則相悖。

為了使孤島保護動作時間和低電壓穿越時長均能符合并網準則，光伏并網系統需要同時進行低電壓穿越與孤島檢測操作。參考文獻[10]提出了一種基于無功功率擾動的低電壓穿越與孤島同步檢測算法，但是該算法是基于網側電壓暫態擾動時頻率不變這一前提的，未考慮主電網在故障時的頻率偏移。參考文獻[11]利用負序電流注入實現孤島保護和不平衡故障穿越，但是未能實現三相對稱故障時的低電壓穿越。參考文獻[12]和參考文獻[13]把并網準則中所規定的低電壓穿越曲線的上方區域劃分為低電壓穿越區域，其下方區域劃分為孤島保護區域，未能從根本上解決兩者的沖突問題，依然有可能發生孤島誤判。

參考文獻

[1]中國國家標準化委員會.光伏電站接入電力系統技術規定:GB/T 19964－2012[S].北京:中國標準出版社,2012.

[2]IEEE standard for interconnecting distributed resources withelectric power systems:IEEE Std 1547.1－2020[S].2020.

[3]IEEE recommended practice for utility interface of photovoltaic(PV)systems:IEEE Std 929－2000[S].2000.

[4]中國國家標準化委員會.分布式電源并網要求:GB/T 33593-2017[S].北京:中國標準出版社,2017.

[5]中國國家標準化委員會.光伏發電系統接入配電網技術規定:GB/T 29319-2012[S].北京:中國標準出版社,2012.

[6]國家能源局.分布式電源接入配電網技術規定:NB/T 32015-2013[S].北京:2013.

[7]國家能源局.光伏并網逆變器技術規范:NB/T 32004-2018[S].北京:2018.