[發(fā)明專利]一種微電網(wǎng)孤島檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011156712.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112379192B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉威;呂志寧;寧柏鋒;丁慶;羅偉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R25/00;G01R23/02;H02J3/38
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅

本發(fā)明公開一種微電網(wǎng)孤島檢測裝置及方法，其中，微電網(wǎng)孤島檢測裝置包括：電壓電流測量模塊，用于測量分布式電源并網(wǎng)點處電壓、電流和頻率信息；相位計算模塊，用于根據(jù)采集的電壓、電流信息計算出相角；孤島指標(biāo)計算模塊，用于計算時間周期內(nèi)電壓、頻率、相角的波動率；第一孤島判定模塊，用于根據(jù)電壓波動率、頻率波動率、相角波動率、頻率值與各自的第一閾值關(guān)系判定是否發(fā)生孤島；第二孤島判定模塊，用于根據(jù)頻率波動率與其第二閾值關(guān)系判定是否發(fā)生孤島；第三孤島判定模塊，用于根據(jù)相角波動率與其第二閾值關(guān)系判定是否發(fā)生孤島。本發(fā)明采集測量成本低，適用于不同的功率匹配關(guān)系，適用于單個或多個逆變器并網(wǎng)，對電網(wǎng)質(zhì)量沒有影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微電網(wǎng)孤島檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

分布式電源提高了配電網(wǎng)供電可靠性，但非計劃孤島時，會影響電能質(zhì)量甚至損壞電氣設(shè)備，嚴(yán)重時可能會危及維護人員的人身安全，孤島檢測方法有助于快速發(fā)現(xiàn)孤島狀態(tài)。目前常用的孤島檢測方法主要分為本地主動式檢測和遠(yuǎn)程通信式檢測，遠(yuǎn)程通信檢測根據(jù)斷路器跳閘信號和載波信號識別孤島，與分布式發(fā)電機的類型無關(guān)并且檢測速度較快，該方法依賴配電網(wǎng)拓?fù)湫畔⒉⑶页杀据^高，存在通信鏈路丟失的風(fēng)險，以及需要備份保護的問題。本地主動式檢測通過注入一定規(guī)律的擾動信號(如電流幅值、頻率和相位)來判斷是否發(fā)生孤島效應(yīng)，包括阻抗測量法、特定頻率阻抗測量、Sandia電壓偏移、電壓前饋正反饋檢測法、主動頻率偏移法、帶正反饋的主動頻率偏移法和結(jié)合脈動斬波因數(shù)的主動式移頻法等方法，檢測盲區(qū)小可靠性中等偏上、對分布式電源類型、容量、逆變器數(shù)量有特定要求，并且輸入的信號會影響電能質(zhì)量。如多臺逆變器并網(wǎng)時，會存在檢測盲區(qū)增大的風(fēng)險。被動式檢測方法是根據(jù)檢測的電氣信號判斷孤島是否發(fā)生，采用頻率變化率繼電器器測量分布式電源端電壓的頻率，根據(jù)頻率是否高于或低于頻率閾值來檢測孤島，孤島中有多個分布式發(fā)電機時，頻率繼電器可能互相干擾，影響其他繼電器測量準(zhǔn)確性；被動式檢測法不會影響電能質(zhì)量，但存在較大的檢測盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提出一種采集測量成本低、適用于不同的功率匹配關(guān)系的微電網(wǎng)孤島檢測裝置及方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種微電網(wǎng)孤島檢測裝置，包括：

電壓電流測量模塊，用于測量分布式電源并網(wǎng)點處電壓、電流和頻率信息；

相位計算模塊，用于根據(jù)所述電壓電流測量模塊采集的電壓、電流信息計算出相角；

孤島指標(biāo)計算模塊，用于計算時間周期內(nèi)電壓、頻率、相角的波動率；

第一孤島判定模塊，用于根據(jù)電壓波動率、頻率波動率、相角波動率、頻率值與各自的第一閾值關(guān)系判定是否發(fā)生孤島；

第二孤島判定模塊，用于根據(jù)頻率波動率與其第二閾值關(guān)系判定是否發(fā)生孤島；

第三孤島判定模塊，用于根據(jù)相角波動率與其第二閾值關(guān)系判定是否發(fā)生孤島。

進一步地，所述相位計算模塊計算相角θ的方式如下：

θ＝θ_v-θ_i

其中，為中間量；t₁-t_j為j個采樣時刻；V(t₁)-V(t_j)為j個采樣時刻的電壓值；I(t₁)-I(t_j)為j個采樣時刻的電流值；θ_v為電壓相角；θ_i為電流相角。