[发明专利]适用于集群分布式光伏系统的孤岛检测方法

说明书

本发明提供了一种适用于集群分布式光伏系统的孤岛检测方法，集群分布式光伏系统包括多组分布式光伏发电设备以及后台监控；首先接受后台监控有关孤岛跳闸信号请求；然后测量分布式光伏系统公共连接点处的电能质量是否满足孤岛描述；最后根据电能质量水平选定主动扰动判据，检测输出有功或无功功率的变化、公共连接点处电压或频率的变化或者负荷吸收有功和无功、负荷电压的变化来判断孤岛状态；根据指标是否大于设定的阈值确定系统是否发生孤岛状态。本发明引入多判据，消除了集群分布式光伏系统不稳定时造成并网系统误报孤岛情形的发生，避免引起光伏发电系统的故障误判。采用三级逻辑防护孤岛状态，增加了孤岛状态判断的冗余度，可配置的灵活度。

技术领域

本发明涉及一种适用于集群分布式光伏系统的孤岛检测方法，属于自动控制领域。

背景技术

集群分布式光伏系统并网运行时，当电网由于电器故障、误操作或自然因素等原因中断供电，系统未能及时检测出停电状态并脱离电网，使系统和周围的负载组成一个电力公司无法控制的自供给供电系统。一旦处于孤岛状态可能会对设备造成损坏，影响电力系统安全正常运行，严重时甚至可能威胁线路检修人员的人身安全。现有孤岛检测技术存在如下问题：

(1)集群分布式光伏系统运行设备多，主动扰动各自独立且协调难度大，而且多个分布式系统同时扰动时，注入的各干扰信号可能相互冲突，影响孤岛检测。

(2)分布式光伏系统工作环境复杂且不同环境的孤岛状态指标差异较大，单一的孤岛检测方法都有固有的缺点。单一孤岛检测设置的阈值不能适应所有的工况。而且主动检测需降低对电能质量负面影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种适用于集群分布式光伏系统的全面、自适应、安全可靠、快速响应的自适应孤岛检测方法。所述集群分布式光伏系统包括多组分布式光伏发电设备以及后台监控。

按照本发明提供的技术方案，所述适用于集群分布式光伏系统的孤岛检测方法包括：步骤一，首先直接接受后台监控有关孤岛跳闸信号请求；步骤二，测量分布式光伏系统公共连接点处的电能质量是否满足孤岛描述；步骤三，根据电能质量水平选定主动扰动判据，检测输出有功或无功功率的变化、公共连接点处电压或频率的变化，或者负荷吸收有功和无功、负荷电压的变化来判断孤岛状态；根据指标是否大于设定的阈值来确定系统是否发生孤岛状态。

步骤一中，集群分布式光伏发电设备组成一个区域性通讯系统和能量交互系统，集群内部每台光伏发电设备独立运行，且受后台监控；系统后台开放孤岛保护权限，主动对分布式光伏发电设备发出干预信号，或者由维护人员主动控制孤岛保护，提前关闭光伏发电设备，防止孤岛保护引起不可控的脉冲性冲击；分布式光伏设备通过后台通信监控系统，主动检测电网主动的干预信号或被动的跳闸信号，即时响应跳闸。

所述干预信号一般来自于负荷开关或者继电器的状态反馈信号。

步骤二中，利用分布式光伏发电设备的硬件结构，检测公共连接点处电能质量是否满足国标，然后响应孤岛效应保护措施；基于独立的分布式光伏发电设备包括：依次连接的逆变单元、滤波器、断路器，滤波器的输出再依次连接检测单元、控制器，控制器的输出连接逆变单元的控制端；光伏电池板通过逆变单元、滤波器、断路器，将光伏能量转换为与电网匹配的电能形式；借助逆变单元利用PWM变换，将光伏电池板直流电转换为交流电，经滤波器变换为工频交流电；分布式光伏发电设备具有独立的断路器，在设备检测到孤岛运行时能够提供脱扣或短路保护；所述检测单元用于检测公共连接点处的电压、电流、频率分量，所述控制器计算、存储数据，利用智能算法控制分布式光伏发电设备运行，同时与后台通讯，上传本地工作状况，同时接受后台控制命令。