[发明专利]基于光伏电站功率控制系统的防孤岛保护控制系统及方法

说明书

本发明公开了基于光伏电站功率控制系统的防孤岛保护控制系统及方法，包括：防孤岛控制模块，分别用于与光伏电站有功/无功控制系统及光伏电站监控系统通信；所述光伏电站有功/无功控制系统分别与光伏电站监控系统及无功补偿控制系统通信，光伏电站监控系统与光伏发电单元通信连接，无功补偿控制系统与无功补偿装置通信连接；本发明将被动式孤岛检测与无功有功联合扰动孤岛检测结合，实现了大规模光伏电站快速孤岛检测，避免多台串并联逆变器主动式孤岛检测信号的相互扰动，减小了被动式孤岛检测的盲区。

技术领域

本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，具体涉及一种基于光伏电站功率控制系统的防孤岛保护控制系统及方法。

背景技术

随着光伏发电的快速发展，完善光伏电站并网性能保障电力系统安全稳定运行越显重要。特别是大规模集中并网的光伏电站，当孤岛发生时，孤岛运行的电压、频率不稳，影响设备的正常运行，重合闸会产生较大的冲击电流，造成配电系统及用户端设备损坏，同时孤岛运行的光伏持续供电也对电力检修人员有严重危害，因此，及时准确地检测到孤岛发生对于避免重大安全事故发生具有重要意义。

根据GB/T19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》、Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》等要求，通过10kV及以上电压等级并网的大中型光伏电站均需配置有功功率控制系统和无功功率控制系统，具有光伏电站有功功率和无功功率调节能力。光伏电站无功电源包括并网逆变器及光伏发电站无功补偿装置，无功补偿装置类型主要为静止无功补偿器(static var compensator,SVC)和静止无功发生器(static vargenerator,SVG)，其中SVC根据电抗器控制元件不同又分为晶闸管控制电抗器(thyristorcontrol reactor,TCR)和磁控电抗器(magnetic controller reactor,MCR)2种类型，且其动态响应时间均不大于30ms，并具有恒电压控制、恒无功控制、恒功率因数控制等控制模式。对于采用一次升压并网的光伏电站，即升压至35kV并网，其无功补偿容量约为光伏电站总容量的10％；对于采用两次升压并网的光伏电站，即先升压至35kV及以上电压等级并网，其无功补偿容量约为光伏电站总容量的20％。

目前大规模集中并网的光伏电站防孤岛保护大多依赖于光伏逆变器的防孤岛保护功能。基于光伏逆变器本身的孤岛检测方法分被动孤岛检测和主动孤岛检测方法两大类，各种孤岛检测方法各有优缺点，被动式孤岛检测方法存在孤岛检测时间长和盲区大问题，主动式检测方法引入扰动信号加快孤岛检测速度，同时减少了检测盲区，但对系统的暂停响应和电能质量有不良影响，而且当光伏电站带变电站母线一起发生较大规模孤岛时，系统输出功率与负载功率很接近相等，负载的品质因数要求较高，仅单台逆变器干扰信号使得公共耦合点的参数变化很小，达不到设定的阈值，防孤岛保护可能失效，若多台逆变器串并联同时引入扰动信息，由于控制策略复杂，扰动信号相互影响，防孤岛保护仍有可能失效。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了基于光伏电站功率控制系统的防孤岛保护控制系统及方法，本发明公开的基于光伏电站有功/无功功率控制系统的防孤岛控制策略，不仅准确及时地实现光伏电站孤岛检测和防孤岛保护，提高光伏并网系统的安全性，同时避免了对光伏电站正常运行的影响。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

基于光伏电站功率控制系统的防孤岛保护控制系统，包括：

防孤岛控制模块，分别用于与光伏电站有功/无功控制系统及光伏电站监控系统通信；所述光伏电站有功/无功控制系统分别与光伏电站监控系统及无功补偿控制系统通信，光伏电站监控系统与光伏发电单元通信连接，无功补偿控制系统与无功补偿装置通信连接；