專利名稱：一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，具體涉及一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測 方法。
背景技術(shù)：
光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是將光伏電池陣列發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)化為同電網(wǎng)電壓同頻、同相 的交流電，從而既向負(fù)載供電、又向電網(wǎng)發(fā)電的一個系統(tǒng)。隨著并網(wǎng)光伏系統(tǒng)和其他小型新 能源發(fā)電并網(wǎng)的增多，分布式發(fā)電系統(tǒng)將逐漸普及，而分布式發(fā)電作為一種新的供電模式， 將會帶來一系列新的課題，其中“孤島”檢測就是一典型課題。“孤島”是指電網(wǎng)突然停止供 電后，由于分布式發(fā)電裝置，如光伏發(fā)電裝置的存在(與電網(wǎng)相連并輸送電能)，使電網(wǎng)停 電區(qū)的部分線路仍維持帶電狀態(tài)，而該地區(qū)沒有與電網(wǎng)斷開形成孤島。這種孤島會帶來一 系列的安全問題，因此需要及時判別并將分布式發(fā)電裝置與電網(wǎng)斷開。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種對孤島現(xiàn)象發(fā)生的檢測方法。孤島效應(yīng)對相關(guān)設(shè)備和 檢修人員的安全存在重大隱患，其主要體現(xiàn)為一方面，當(dāng)檢修人員停止電網(wǎng)的供電并對電 力線路和設(shè)備進(jìn)行檢修時，如果并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng)仍繼續(xù)供電，可造成人員傷亡事故；另 一方面，當(dāng)因電網(wǎng)故障造成停電時，若并網(wǎng)逆變器仍工作，一旦電網(wǎng)回復(fù)供電后，電網(wǎng)電壓 與并網(wǎng)逆變器的輸出電壓在相位上可能有較大差異，這個過程中沒有鎖相步驟，從而會在 瞬間產(chǎn)生很大的沖擊電流，從而損壞相關(guān)設(shè)備。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法，包括 被動檢測和主動檢測兩部分，其中被動檢測是實時檢測并網(wǎng)點的電壓值和電壓的頻率值， 判斷并網(wǎng)點電壓值和其頻率值是否達(dá)到保護(hù)的閾值，若其中有一個值或兩個值都達(dá)到其保 護(hù)閥值，則輸出防孤島保護(hù)信號；否則進(jìn)行主動檢測，通過對并網(wǎng)點處電壓頻率的采集，并 對逆變器輸出電流頻率加以偏移，造成負(fù)載端電壓頻率的擾動，如果電網(wǎng)電壓已經(jīng)消失，那 么并網(wǎng)點點電壓頻率會受電流頻率的影響而偏離原值，當(dāng)超出正常值時發(fā)出已經(jīng)檢測到孤 島并發(fā)出斷網(wǎng)動作信號。本發(fā)明還具有如下特征1、對逆變器輸出電流的頻率加擾動量，并且這個擾動量是以正反饋的形式加入 的。2、在主動檢測中，使用帶正反饋的主動移頻孤島檢測法，同時對偏執(zhí)引入雙極性。本檢測方法可以高效率的檢測出孤島現(xiàn)象，能夠使斷網(wǎng)動作時間達(dá)到要求，并具 有使用廣、效率高、可靠性強(qiáng)的特點。


圖1是本發(fā)明主動偏移發(fā)的電流波形圖。
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圖2是本發(fā)明主動移頻式孤島檢測斷網(wǎng)后等效框圖。圖3為本發(fā)明檢測方法簡圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法，包括被動檢測和主動檢測兩部分， 其中被動檢測是實時檢測并網(wǎng)點的電壓值和電壓的頻率值，判斷并網(wǎng)點電壓值和其頻率值 是否達(dá)到保護(hù)的閾值，若其中有一個值或兩個值都達(dá)到其保護(hù)閥值，則輸出防孤島保護(hù)信 號；否則進(jìn)行主動檢測，通過對并網(wǎng)點處電壓頻率的采集，并對逆變器輸出電流頻率加以偏 移，造成負(fù)載端電壓頻率的擾動，如果電網(wǎng)電壓已經(jīng)消失，那么并網(wǎng)點點電壓頻率會受電流 頻率的影響而偏離原值，當(dāng)超出正常值時發(fā)出已經(jīng)檢測到孤島并發(fā)出斷網(wǎng)動作信號。 中， 對逆變器輸出電流的頻率加擾動量，并且這個擾動量是以正反饋的形式加入的。在主動檢 測中，使用帶正反饋的主動移頻孤島檢測法，同時對偏執(zhí)引入雙極性。圖1是本發(fā)明主動偏移發(fā)的電流波形圖，Vra*公共點電壓，并網(wǎng)運行時即為電網(wǎng) 電壓，Tv是是對應(yīng)的周期，i為逆變器輸出電流，tz為電流截斷時間，I1為i的基波分量。 定義cf = 2tz/Tv為截斷系數(shù)，通過傅立葉分析可得I1超前i的相位為《tz/2(弧度)并 網(wǎng)逆變器一般控制為單位功率因數(shù)。當(dāng)電網(wǎng)正常時，公共點電壓頻率受電網(wǎng)電壓鉗制。當(dāng) 電網(wǎng)失壓后，有等效模型如圖2所示，從中可以看到頻率(或相位)信號經(jīng)歷了 PLL和AFD 算法兩部分。系統(tǒng)通過鎖相環(huán)令輸出電流跟蹤公共點電壓相位，使得在電網(wǎng)沒有掉電時，變 流器所輸出的電壓與電網(wǎng)電壓同位、同相和同頻。在電網(wǎng)掉電后，在鎖相環(huán)中所檢測到的 Vpcc其實就是變流器輸出電流流過負(fù)載后的負(fù)載電壓，為了脫網(wǎng)時能快速檢測出孤島，在變 流器輸出電流頻率的擾動量處加入正反饋量，并通過正反饋系數(shù)來調(diào)節(jié)檢測的敏感度，這 樣大大的提高了檢測的效率，并且可以實現(xiàn)檢測盲區(qū)小或在特定負(fù)載下無盲區(qū)的要求。即 使在最惡略的情況下，電網(wǎng)斷電后，系統(tǒng)電壓的頻率也等于電網(wǎng)電壓的頻率，該檢測方法也 能有效，所以該方法有很好的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法，其特征在于包括被動檢測和主動檢測兩部分，其中被動檢測是實時檢測并網(wǎng)點的電壓值和電壓的頻率值，判斷并網(wǎng)點電壓值和其頻率值是否達(dá)到保護(hù)的閾值，若其中有一個值或兩個值都達(dá)到其保護(hù)閥值，則輸出防孤島保護(hù)信號；否則進(jìn)行主動檢測，通過對并網(wǎng)點處電壓頻率的采集，并對逆變器輸出電流頻率加以偏移，造成負(fù)載端電壓頻率的擾動，如果電網(wǎng)電壓已經(jīng)消失，那么并網(wǎng)點點電壓頻率會受電流頻率的影響而偏離原值，當(dāng)超出正常值時發(fā)出已經(jīng)檢測到孤島并發(fā)出斷網(wǎng)動作信號。
2.如權(quán)利1所述的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法，其特征在于對逆變 器輸出電流的頻率加擾動量，并且這個擾動量是以正反饋的形式加入的。
3.如權(quán)利1所述的一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法，其特征在于在主動 檢測中，使用帶正反饋的主動移頻孤島檢測法，同時對偏執(zhí)引入雙極性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的孤島運行檢測方法，包括被動檢測和主動檢測兩部分，其中被動檢測是實時檢測并網(wǎng)點的電壓值和電壓的頻率值，判斷并網(wǎng)點電壓值和其頻率值是否達(dá)到保護(hù)的閾值，若其中有一個值或兩個值都達(dá)到其保護(hù)閥值，則輸出防孤島保護(hù)信號；否則進(jìn)行主動檢測，通過對并網(wǎng)點處電壓頻率的采集，并對逆變器輸出電流頻率加以偏移，造成負(fù)載端電壓頻率的擾動，如果電網(wǎng)電壓已經(jīng)消失，那么并網(wǎng)點點電壓頻率會受電流頻率的影響而偏離原值，當(dāng)超出正常值時發(fā)出已經(jīng)檢測到孤島并發(fā)出斷網(wǎng)動作信號。本發(fā)明能高效率的檢測出孤島現(xiàn)象，并具有使用更廣、效率更高、可靠性更強(qiáng)的特點。
文檔編號G01R31/00GK101944723SQ20101026279
公開日2011年1月12日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者周維來, 張哲 , 張德海, 程鵬, 裴景斌 申請人:哈爾濱九洲電氣股份有限公司