[发明专利]一种光伏发电场站级防孤岛保护方法及系统

说明书

本发明提供了一种光伏发电场站级防孤岛保护方法及系统，所述方法包括在光伏发电场的并网点母线频率超过防孤岛保护范围时，断开光伏发电场内所有逆变器；在光伏发电场的并网点母线频率未超过预设的防孤岛保护范围时，通过比较相邻两个频率周期内并网点母线频率的变化量及其阈值，确定光伏发电场内形成孤岛的可能性；在确定存在形成孤岛的可能时，比较并网点母线频率与工频，并根据比较结果确定相应的预设控制策略对所有逆变器输出的无功功率进行调整，直至并网点母线频率超过防孤岛保护范围。与现有技术相比，本发明提供的一种光伏发电场站级防孤岛保护方法及系统，适用于包括多台逆变器的防孤岛保护，不存在监测盲区、可靠性高。

技术领域

本发明涉及主动式防孤岛技术领域，具体涉及一种光伏发电场站级防孤岛保护方法及系统。

背景技术

孤岛现象是指包含负荷和电源的部分电网，从主网脱离后继续孤立运行的状态。孤岛可分为非计划性孤岛和计划性孤岛。其中，计划孤岛运行可以有效发挥分布式电源的积极作用，减少因停电而带来的损失，提高供电质量和可靠性。非计划孤岛主要是因故障跳闸等偶然因素所形成的孤岛，非计划孤岛运行可能会对用户及设备造成严重的危害，因此必须能够在短时间内检测到孤岛运行状态，并在规定时间内将电源切除。

目前光伏电站的防孤岛保护方法主要是本地孤岛检测方法：并网逆变器通过检测出口电压和电流信号是否超过预定的阈值来判断电力系统是否发生孤岛，在判别出孤岛状态后就将并网逆变器退出运行。孤岛判别方法主要包括被动式防孤岛方法和主动式防孤岛方法，其中，

1、被动式防孤岛方法

动式防孤岛方法是通过检测公共点的电压或者频率异常来进行孤岛检测，主要包括基于有功功率不平衡的过/欠电压孤岛检测法、基于无功功率不平衡的过/欠频率孤岛检测法、基于相位跳变孤岛检测法和基于电压谐波孤岛检测法，但是在孤岛状态下若光伏发电和负荷功率失配量较小时，公共点参数变化小，动式防孤岛方法将失效，所以动式防孤岛方法存在检测盲区，必须结合其他检测方法。

2、主动式防孤岛方法

主动式孤岛检测方法是通过向电力系统注入扰动信号，破坏功率平衡，使得电网参数达到触发水平，以此实现孤岛检测。一般主要有电压幅值偏移到一定数值激发孤岛保护、频率偏移到一定数值激发孤岛保护和估计电网阻抗值间接判断孤岛状态，相应地，孤岛检测方法主要包括电压偏移法、频率偏移法、阻抗估算法。但是主动式孤岛检测方法会对电网电能质量和暂态响应产生不利影响。

同时，上述被动式防孤岛方法和主动式防孤岛方法仅适用于单台逆变器并网时进行孤岛检测，应用于包含多台逆变器的光伏发电场时检测效果明显下降，有可能不能正常检测出孤岛或者在正常情况下出现误动作。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种光伏发电场站级防孤岛保护方法及系统。

第一方面，本发明中一种光伏发电场站级防孤岛保护方法的技术方案是：

所述方法包括：

当光伏发电场的并网点母线频率超过防孤岛保护范围后，断开光伏发电场内所有逆变器；

在光伏发电场的并网点母线频率未超过预设的防孤岛保护范围时，通过比较相邻两个频率周期内所述并网点母线频率的变化量及其阈值，确定所述光伏发电场内形成孤岛的可能性；

在确定存在形成孤岛的可能时，比较并网点母线频率与工频，并根据比较结果确定相应的预设控制策略对所有逆变器输出的无功功率进行调整，直至并网点母线频率超过防孤岛保护范围。

第二方面，本发明中一种光伏发电场站级防孤岛保护系统的技术方案是：

所述系统包括：

控制模块，用于在光伏发电场的并网点母线频率超过防孤岛保护范围后，断开光伏发电场内所有逆变器；