[發明專利]一種參數自適應的改進主動頻移式孤島檢測方法

有效

• 申請號: 202011386093.8
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112782501B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 王華強;王楠
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 合肥國和專利代理事務所(普通合伙) 34131
• 代理人: 張祥騫

本發明涉及一種參數自適應的改進主動頻移式孤島檢測方法，包括以下步驟：通過鎖相環獲取電網和并網逆變器的公共耦合點的電壓頻率和電流相位；根據檢測到的電壓頻率計算主動頻移式孤島檢測方法的擾動系數；根據輸出參考電流相位，對電流幅值加入擾動，得到參考電流波形；根據電流波形以及電壓頻率判定是否能出現孤島效應。本發明通過實時檢測公共耦合點頻率，確定能將頻率偏移出過欠頻保護閾值的改進主動頻移法的最小擾動系數，在并網時能夠減小注入電網的諧波和無功擾動量，在斷網后能迅速檢測出孤島。

技術領域

本發明涉屬于逆變器型分布式并網發電電源包含技術領域，具體涉及一種 參數自適應的改進主動頻移式孤島檢測方法。

背景技術

為解決人類所面臨的巨大的能源需求和生態環境破環問題，資源豐富多樣 且具有可再生性、清潔環保等優點的可再生能源受到越來越多的關注。分布式 發電是實現可再生能源有效利用的途徑之一，但分布式并網發電系統會存在一 個不可避免的問題就是會引起孤島效應。孤島效應的定義是當公共電網因故障 斷開而停止供電時，分布式發電設備繼續給本地負荷供電，而形成的一個自給 供電的孤島。孤島效應會給用電負荷、分布式發電設備及電網運維人員造成嚴 重傷害。因此分布式并網發電設備要具備反孤島功能。

反孤島策略通常分為遠程法和本地主動法，本地被動法三大類。遠程檢測 法是指在電網和DG間建立通信，DG側信號接收器根據接收到的電網側發來 的通信信號判別是否發生孤島效應。遠程法檢測的優點是理論上無檢測死區， 對DG的類型沒有要求，適應于DG單機和多機并聯運行的情形，不會對并網 電能質量造成影響；遠程法的缺點是需要在DG和電網間建立通信，增加了通 信設施的成本，反孤島的可靠性受到通信設施可靠性的約束。

被動式反孤島策略是通過檢測DG輸出端電氣量信號的變化判斷是否發生 孤島效應。包括輸出端電壓幅值、頻率、諧波含量、相位，關鍵電量變化率。 被動式反孤島策略優點是不需要向電網注入擾動量，對電能質量沒有影響；多 機并聯的情況不存在稀釋效應。被動式的缺點是當逆變器功率和負載功率相等 或近似相等時，孤島發生后電壓幅值和頻率變化不明顯，沒有超出過欠壓、過 欠頻保護的閾值，從而進入檢測死區。

主動式反孤島策略是對逆變器輸出電壓、電流進行擾動，然后檢測公共點 電壓幅值、頻率、諧波含量、正負序分量等電氣量的變化。并網時，由于電網 容量遠大于DG容量，公共點電壓受電網鉗位，電壓各電氣量變化不大；孤島 時，公共點電壓不再受電網鉗位，擾動作用使公共點電壓各電氣量超過保護閾 值，所以通過對電壓各電氣量的變化可判斷是否發生孤島效應。主動式反孤島 策略的優點是檢測盲區較小，檢測速度及精度高。缺點是向電網注入擾動，降 低輸出電能質量；當多機并聯運行時，可能會產生稀釋效應使擾動作用抵消或 減小，從而檢測速度變慢甚至檢測失敗。

發明內容

本發明的目的在于提供一種參數自適應的改進主動頻移式孤島檢測方法， 通過實時檢測公共耦合點頻率，確定能將頻率偏移出過欠頻保護閾值的改進主 動頻移法的最小擾動系數，在并網時能夠減小注入電網的諧波和無功擾動量， 在斷網后能迅速檢測出孤島。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種參數自適應的改進主動頻移式孤島檢測方法，包括以下步驟：

(1)通過鎖相環獲取電網和并網逆變器的公共耦合點的電壓頻率f和電 流相位θ；

(2)根據檢測到的電壓頻率f計算主動頻移式孤島檢測方法的擾動系數 K；當f50Hz時，自適應擾動系數為：

當f≤50Hz時，自適應擾動系數為：

其中，Qf為負載品質因素，f_max為電網過頻保護閾值，f_min為電網欠頻保 護閾值；