[发明专利]一种应对孤岛检测法中抵消效应的注入方法

说明书

本发明公开了应对谐波电流注入式孤岛检测法中抵消效应的注入方法。首先，提出一种以发电单元端电压引导谐波电流注入的注入模式；然后，基于这种模式，分别在无并网变压器和有并网变压器条件下进行分析，分析过程中考虑了可能存在的相号故障和相序故障，推导出了可应对抵消效应的三相和单相谐波电流可用频率和相应的参数设置方式。最后，基于分析结论总结出一种具备容错性的完备的谐波电流注入方法。可以确定，越多的发电单元采用这种注入方法，抵消效应越弱，谐波电流注入式孤岛检测法的孤岛检测效果越好。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种应对孤岛检测法中抵消效应的注入方法。

背景技术

孤岛检测是分布式发电(Distributed Generation,DG)中一项重要的故障诊断功能。所谓孤岛检测，就是当电网中的一个区域由于非人为干预脱离了电网，即出现了电力孤岛状态，希望其中的发电单元能快速检测出这一状态，进而触发保护动作。分布式发电的特点在于地理位置上的分散性，且各发电单元之间各自独立控制。由于发电单元的分散性及其发电比较灵活，导致发电行为比较独立，且发电单元间一般无通信，其与上位系统的通信远不足以及时检测到孤岛状态。一旦出现电力孤岛，其中的发电单元只能靠其仅有的电压、电流等信息来试图检测到这一状态，孤岛检测正是源自于此。因此，孤岛检测可使分布式发电相对于电网而言变得更加可控，以确保电力系统的稳定、可靠、安全运行。

目前已有很多种孤岛检测方法，它们大体可分为远程法和本地法两大类，而本地法又包括被动法和主动法。所谓主动法，即通过对电网施加扰动，然后根据其响应判断孤岛事件发生与否。由于主动法具有很高的性价比，故而获得了大量应用。其中一种常用的主动法是谐波电流注入式孤岛检测法(以下简称为谐波电流注入法)。

如图1所示，谐波电流注入法的检测机制是，各发电单元(DG1、......、DGN)先注入谐波电流然后观察对应的谐波电压响应再根据该响应做出判断。由于各发电单元之间一般没有通信，其各自注入的谐波电流之间彼此独立，这些电流的相位自然也就没有协调配合。这导致注入同一线路的多路同频谐波电流可能会互相抵消，也即出现抵消效应，致使汇聚的谐波电流可能太小而无法引起可检测到的响应，最终给孤岛检测带来不利影响。

发明内容

针对现有谐波电流注入法中存在的问题，本发明提供一种应对孤岛检测法中抵消效应的注入方法，以提高谐波电流注入法的孤岛检测效果。

本发明的注入方法如下：

一种应对孤岛检测法中抵消效应的注入方法，其包括以下步骤：

根据发电单元的端电压相位确定注入的谐波电流相位，其中，使所述谐波电流的第一个零相位滞后于所述发电单元的端电压的某个零相位，且滞后时间为T_lag，该滞后时间小于所述谐波电流和所述发电单元的端电压的周期；使任何两路由所述发电单元向同一线路注入的同频谐波电流的相位差在[-π/2，π/2]区间内；

根据三相发电单元或单相发电单元有无并网变压器、有无相号故障或相序故障情况，设定对应的所述谐波电流的频率和特定的滞后时间，以应对孤岛检测法中的抵消效应。

如上所述的应对孤岛检测法中抵消效应的注入方法，进一步地，所述发电单元在无并网变压器的情况下，

对三相发电单元而言，设置其输出的a相谐波电流的滞后时间T_lag为T_a，使用频率为(3q+1)f_u的三相正序谐波电流或频率为(3q-1)f_u的三相负序谐波电流，其中，q为正整数，f_u表示电网电压频率；

对单相发电单元而言，设置其输出的谐波电流的滞后时间T_lag为T_l，使用频率为(3q±1)f_u的谐波电流。