[发明专利]一种用于分布式电源的孤岛保护装置及其检测算法

摘要

本发明公开了一种用于分布式电源的孤岛保护装置，包括降压变压器、限流电抗、晶闸管和控制器单元。本发明通过在电网电压过零附近的一定区间内触发晶闸管导通，制造一个受控的短路电流和电网电压畸变；本发明还公开了此种孤岛保护装置的检测算法，检测算法包括晶闸管触发角在线优化算法和孤岛判别准则算法。基于电网支持与脱离时分布式电源接入点的短路容量的明显差异，本发明可以可靠识别出分布式电源是否处于孤岛运行。该发明的孤岛保护装置是一种可分布式安装的设备，不依赖任何通讯媒介，成本低、无信号衰减和干扰问题。

主权项

1.一种用于分布式电源的孤岛保护装置的检测算法，其特征在于：孤岛保护装置包括降压变压器(1)、限流电抗(2)、晶闸管(3)和控制器单元(4)；降压变压器(1)的原副边绕组可以为三角形或星形连接的任意组合；限流电抗(2)可以为独立的电感，也可以为降压变压器(1)的漏感来实现；晶闸管(3)为商用开关器件，可为单一器件，也可由多个器件串并联组合得到；控制器单元(4)包括电压、电流检测部分、检测算法运行单元、晶闸管驱动信号产生部分和保护信号产生部分；第一步计算时域指标其中I_{peak_Bef.}是连网状态下的晶闸管电流峰值、I_{peak_Aft.}是孤岛状态下的晶闸管电流峰值；第二步计算频域指标ΔTHD＝THD_Aft.‑THD_Bef.，其中THD_Bef.是连网状态下的公共连接点电压总谐波含量(THD)值、THD_Aft.是孤岛状态下的公共连接点电压THD值；孤岛检测判别准则为满足时，孤岛发生；晶闸管触发角的在线优化流程具体过程如下：初始化定义预设电压损失k、最小触发角δnmin和最大触发角δnmax，然后根据孤岛保护装置跨接于线电压或相电压的不同，基于接入点的短路容量和预设电压损失k计算初始触发角δn；对于相电压形式连接：其中S_{PG_feeder}是X点相电压对地短路容量，S_{PN_DG}是分布式电源相电压对地短路容量，S_T是降压变压器容量，x_T是降压变压器的短路阻抗百分比；对于线电压形式连接：其中S_{3ph_feeder}是X点三相对称短路容量，S_{3ph_DG}是分布式电源三相对称短路容量；检查初始触发角δn是否在预设范围内，若否则进行限幅；检查晶闸管电流应力，若晶闸管应力未超限则减小触发角；计算公共连接点的电压损失百分比，若公共连接点的电压损失小于等于一个百分点则增加触发角；计算公共连接点的电压谐波含量，若公共连接点的电压谐波含量大于等于百分之五则减小触发角；输出当前电网状态下的实时优化触发角。