[发明专利]一种基于相位偏移的自抗扰孤岛检测方法无效

专利信息
申请号: 201010261147.8 申请日: 2010-08-24
公开(公告)号: CN101931219A 公开(公告)日: 2010-12-29
发明(设计)人: 张浩;王弋飞;李秀明;马西奎 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: H02H7/26 分类号: H02H7/26;G01R23/02;G01R25/00
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 陆万寿
地址: 710049 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 相位 偏移 孤岛 检测 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及分布式并网发电系统的孤岛检测方法,尤其涉及到一种基于相位偏移的自抗扰孤岛检测方法。

背景技术

随着能源短缺与环境问题日益严重,太阳能、风能等作为可再生能源备受关注,可再生能源利用已成为世界各国争相发展的热点,分布式并网发电系统则是可再生能源进入大规模利用的必然趋势。分布式并网发电系统在满足人们用电需求的同时,也给电网带来了诸多安全隐患与事故,其中由孤岛所引起的安全问题也尤为突出。所谓孤岛现象是指当大电网失电时,与之相连的分布式并网发电系统未能及时检测出停电状态并脱离大电网,仍继续向本地负载提供电能,从而形成一个自给供电系统。孤岛一旦产生后,就可能会对设备和人身安全造成巨大危害。目前,国内外相关组织和机构已明确规定分布式并网系统必须具备孤岛检测能力。因此,孤岛检测直接关系到人员的人身安全以及整个系统的安全、可靠运行,已成为分布式并网发电系统不可缺少的关键环节。

通常,孤岛检测方法可分为被动检测法和主动检测法两大类。被动检测法通过观察电网的电压、频率以及相位的变化,能快速检测出孤岛状况,但是随着分布式发电系统并网规模的增大,电源与负载功率平衡的可能性也在增加,就给被动检测法带来了困难,即会出现孤岛检测盲区。主动检测法则是通过对正常的控制信号施加扰动,以破坏分布式发电系统输出与负载的平衡状态,从而弥补了被动检测方法的不足。因而,主动检测法在分布式并网发电系统中得到了广泛应用。近年来,自动相位偏移法(APS:Automatic Phase-shiftMethod)引起了人们的极大关注,并由于其自身的优越性使其成为工程应用最多的主动孤岛检测方法之一。其主要思路是通过引入稳定运行点破坏函数以保证不间断的对逆变器输出电流的相角实施扰动。在实际中,一旦孤岛发生后,倘若孤岛检测速度过慢,在重合闸再次合上以前仍没有断开并网发电系统即二次孤岛现象,极有可能对电网产生剧烈振荡,造成重大事故。特别是,随着高速重合闸装置的大规模使用,这种情况在APS方法中将很可能出现。此外,APS法还存在着另外一种严重的情况即误判,也是必须避免的。众所周知,当电网电压受到瞬间扰动后,这种电网电压瞬态扰动的影响势必就会造成PCC处电压幅值和频率的变化。由于APS检测法并没有对逆变器输出电流相位和频率变化的最大步长限制,所以在这种瞬态扰动作用下就可能出现误判,从而导致分布式并网逆变器停止工作。因此,如何提高孤岛检测速度以及增强其抗扰能力已经成为制约分布式并网发电系统发展的瓶颈,是分布式并网发电系统目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于相位偏移的自抗扰孤岛检测算法,以保证在二次孤岛发生时快速、有效地检测出孤岛现象,以及防止由于系统瞬态扰动的影响而造成误判等缺陷。

为了完成上述目的,本发明提供了一种基于相位偏移的自抗扰孤岛检测方法:

(1)通过电压采样电路将PCC处电压过零时上升沿或下降沿信号送入数字处理器,并实时计算PCC处电压频率f[k-1],进而得到自抗扰孤岛检测法中的f*[k-1];

(2)判断PCC处电压频率是否超出了阈值设定的范围,若超出了阈值范围,则确定孤岛发生;若PCC处电压频率在阈值设定的范围内,则进一步判断PCC处电压频率是否处于稳定运行点,即本周期获得的PCC处电压频率是否与上个周期的频率相等;若PCC处电压频率不是处于稳定运行点,则返回步骤(1);若PCC处电压频率处于稳定运行点,则进入步骤(3);

(3)PCC处电压达到稳定运行点,则通过稳态控制函数θ0[k]调整逆变器输出电流的相角,从而有效的破坏该稳定运行点;

(4)通过相角控制函数θ[k]确定当前周期逆变器输出电流的相角,从而确定了孤岛发生后PCC处电压频率。

按照步骤(1)所述,f*[k-1]关于PCC处电压频率f[k-1]的函数表达式为:

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