[发明专利]一种混合式逆变型分布式电源孤岛检测方法

说明书

本发明涉及一种混合式逆变型分布式电源孤岛检测方法，该方法在实时测量PCC处电压有效值V_PCC及其频率f和IBDG有功功率输出P_DG的基础上，通过比较电压测量值V_PCC与正常情况下电压额定值V_N、频率f与其额定值50Hz的大小，判断无功扰动与频率偏移量间互相关系数与整定值的大小，自适应调整施加在IBDG额定无功参考值上扰动的变化率。

技术领域

本发明属于电力系统保护与控制领域，针对基于可再生能源的逆变型分布式电源可能出现的非计划孤岛问题，提出了一种充分利用被动式检测信息来自适应调整无功扰动大小的混合式孤岛检测方法。

背景技术

非计划孤岛是指在主电网因故障事故或停电检修而跳闸断开后，分布式电源未能及时检测出主电网处于停电状态，仍然向本地负载供电，形成了一个无法安全稳定运行的自给供电孤岛。非计划孤岛运行可能会给电力系统的安全稳定运行带来一系列问题，比如无法彻底清除故障、重合闸失败、备自投时间延长甚至失败、孤岛系统内电能质量恶化等，同时也会危害运维人员的人身安全。因此，为了保证供电的可靠性和稳定性，美国电气电子工程师协会(IEEE)相关标准、我国国家标准以及电网公司企业标准等均要求并网运行的分布式电源具有防孤岛保护功能，即分布式电源需配置孤岛检测方法，当检测到非计划孤岛运行状态时，立即退出运行。

常见的非计划孤岛检测方法包括通信法、被动法和主动法三大类：1)通信法是借助通信技术将电网断路器的开合状态发送给分布式电源以实现运行模式判断，该方法不存在检测盲区，也不影响电能质量，但是该方法的实施较为复杂，经济性也较差，并且当通信网络发生故障时，该方法也随之失效；2)被动法通过检测电压、相位、频率及其变化率、谐波等基本电气量是否在允许范围之内来判定孤岛，该方法不会对系统电能质量造成影响，但是存在较大检测盲区，通常与主动法配合使用；3)主动法通常在分布式电源的控制系统中注入扰动信号，并通过正反馈环节使得孤岛发生后相关电气量超出门槛值，从而判定孤岛，该方法能够减小甚至消除检测盲区，但同时也对电能质量造成了一定影响，并且现有方法多数仅针对单个分布式电源有效，当其应用于多个分布式电源时，因无法保证扰动信号的同步性，可能使得扰动相互抵消而稀释，大大降低了孤岛检测的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种的混合式逆变型分布式电源孤岛检测方法。本发明借助公共耦合点(PCC)处电压变化量、谐波阻抗变化量、无功扰动与频率偏移间的互相关系数等信息，可以自适应调整线性无功扰动斜率，实质性特点是：1)不存在孤岛检测盲区；2)具有通用性，既适用于整功率因数运行的IBDG，也适用于非整功率因数运行的IBDG；3)既能减小正常并网运行时施加的无功扰动及其对系统电能质量的影响，又能保证了孤岛发生后无功扰动快速增大，有效实现孤岛检测；4)充分利用被动检测信息，缩短疑似孤岛判断时间；5)适用于多IBDG运行，无需通信就能保证无功扰动的同步性；6)仅改变IBDG无功参考值整定公式及其判据，且无需适时测量负载无功值，更加简单易行。本发明的技术方案如下：

一种混合式逆变型分布式电源孤岛检测方法，该方法在实时测量PCC处电压有效值V_PCC及其频率f和IBDG有功功率输出P_DG的基础上，通过比较电压测量值V_PCC与正常情况下电压额定值V_N、频率f与其额定值50Hz的大小，判断无功扰动与频率偏移量间互相关系数与整定值的大小，自适应调整施加在IBDG额定无功参考值上扰动的变化率，步骤如下：

1)当f大于或等于50Hz时，IBDG的无功参考值为Q_ref＝-k(f-49.9)+Q_{ref_rated}，k取值为6％P_DG，另外，无功扰动与频率偏移量间互相关系数为C_f＝-100k(f-49.9)(50-f)；