[发明专利]一种根据频率和电流变化时序的孤岛检测防误闭锁方法

说明书

本发明公开了一种根据频率和电流变化时序的孤岛检测防误闭锁方法，属于光伏发电系统技术领域。本发明针对电网频率偏差下的误判，根据频率与谐波电压变化时序关系进行防误闭锁，若频率先发生变化，则判定为电网频率变化，不是孤岛导致的变化；针对变压器空投时时的误判，根据变压器空投无流的情况进行防误闭锁。本发明有效地解决了电网频率偏移时谐波扰动及变压器空投等造成的误动，减小误判的可能性，具有一定的工程实用价值。

技术领域

本发明属于光伏发电系统技术领域，更准确地说本发明涉及一种根据频率和电流变化时序的孤岛检测防误闭锁方法。

背景技术

孤岛的发生会带来一系列问题，光伏发电并网系统应具备孤岛检测保护的能力。常见的孤岛检测方法中，无论是过\欠频、过\欠压孤岛检测方法还是单纯的谐波类孤岛检测方法都存在各种问题。而结合谐波电压与频率在孤岛前后的变化可以构成一种新型的孤岛检测方法，该方法在孤岛后谐波电压升高且频率发生一定的偏移时判出孤岛。由于电网背景谐波较大时频率并未改变，从而避免误判，而且，因结合了谐波电压，频率判据不易误判，可以设定相对较小的频率动作阈值，从而提升灵敏度，缩小检测盲区。

上述谐波电压结合频率的孤岛检测方法能及时有效检测出孤岛，且检测盲区较小，但在一些情况下会发生误动，这给实际应用带来一定的问题。系统频率处于一定的偏移状态时，此时背景谐波波动，频率和谐波电压均满足动作条件，可能会导致误动，造成严重的后果，如系统低频时背景谐波波动造成孤岛检测方法误动，切除并网的光伏发电系统，此时电网最需要电源的功率支撑，而防孤岛装置误动使系统运行状态更加恶劣，甚至造成大面积停电事故，影响供电的可靠性和安全性。另外，变压器空载投入运行时，会产生很大的励磁涌流，谐波含量明显升高，如果不采取措施，孤岛检测很有可能误动，随着光伏并网容量的大规模增加，并网光伏发电系统脱网问题对电网的安全稳定运行产生较大威胁，应当尽量避免此种误动的发生。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术中所提到的谐波电压结合频率孤岛检测方法可能会误判的问题，本发明提出了一种根据频率和电流变化时序的孤岛检测防误闭锁方法。

具体地说，本发明具体采用以下技术方案，包括以下步骤：

1)设逆变器开关频率为f_C，调制频率f_S为50Hz，采集计算并网点5、7、11、13次谐波电压及f_C±2f_S特定频率处谐波电压和电网频率f的值，其中谐波的测量采用17920-38400Hz高速变频跟踪采样；若谐波含量小于某一设定值，采用过零点算法测频，大于此设定值则采用傅里叶算法测频；

2)按以下公式计算谐波电压的变化率：

其中，集合其元素分别对应并网点5、7、11、13次谐波及f_C-2f_S和f_C+2f_S特定频率处谐波，i为集合A中的第i个元素的序号，U_i为当前时刻第i个特定次数谐波电压或特定频率处谐波电压，U_{i_t秒前}为t秒前第i个特定次数谐波电压或特定频率处谐波电压，若任一dU_i/dt大于设定的阈值，且持续时间大于T_qd，则进入步骤3)；

3)如此时之前t₁至t₂时间段内电网频率满足式(1)所占的总时间超过预设的时间t₅或者此时之前t₃至t₄时间段内孤岛检测装置电流满足式(2)，则不再进行孤岛的检测：