[发明专利]光伏并网发电系统的孤岛检测控制方法

说明书

本发明涉及一种光伏并网发电系统的孤岛检测控制方法。该方法在光伏并网逆变器输出功率与负荷功率发生匹配，过/欠压、过/欠频检测失效时，引入双边无功功率扰动，使公共耦合点(并网点PCC处)频率超过允许范围，通过过/欠频检测完成孤岛检测；在光伏并网逆变器输出功率与负荷功率失配时，PCC处电压或频率发生波动，传统的被动检测法即可完成孤岛检测。双边无功扰动主动检测+被动检测方法，结合IGBT关断与开关分断的二级系统保护制策略，使检测在500ms内完成孤岛检测和保护响应，切断电网与光伏发电系统的连接，有效解决反孤岛控制在工程应用中盲区大、响应速度慢等瓶颈技术难题。

技术领域

本发明涉及一种光伏并网检测技术，特别涉及一种光伏并网发电系统的孤岛检测控制方法。

背景技术

目前，光伏并网发电系统作为一种分布式能源具有渗透率高、污染少、效率高等特点，但仍有许多问题亟待解决，其中最主要的就是孤岛检测问题。孤岛是由于输电线路跳闸、设备故障、操作失误、系统维护等原因，光伏并网发电系统脱离电网，由光伏阵列独立为负荷供电的状态。孤岛存在以下危害：对维修人员造成安全隐患，威胁生产线工人的安全；影响电网重合闸，进而导致设备损坏或线路重新跳闸；使得分布式电源输出电能质量下降，导致敏感设备故障。因此，研究一种高效可靠的孤岛检测技术十分必要。研究人员提出了多种孤岛检测的方法，主要可分为主动检测和被动检测两类。

被动检测技术主要有过/欠压和过/欠频检测法、频率变化率检测法、电压相位突变检测法、电压谐波检测法等。被动检测的优点在于成本低、实现简单、检测时间短、不影响配电网的电能质量；但其主要缺点是检测盲区较大，且需要设置合理的阈值，阈值过低将引起不必要的跳闸，阈值过高将导致孤岛检测失败。主动检测技术主要有主动移频法、改进的滑模频率偏移法、sandia频率偏移法、有功电流扰动法、无功功率扰动法等。主动检测法虽然减小了检测盲区，但是引入的扰动降低了系统的电能质量。

发明内容

本发明是针对目前光伏并网发电系统的孤岛检测存在检测盲区较大、检测方法复杂、系统电能质量欠佳的问题，提出了一种光伏并网发电系统的孤岛检测控制方法，当光伏发电系统输出功率与负荷消耗功率不匹配时，由过/欠压检测或过/欠频检测完成孤岛检测；当光伏发电系统输出功率与负荷消耗功率匹配时，引入无功功率扰动，由过/欠频检测完成孤岛检测。有效克服检测盲区大及系统电能质量欠佳的问题。

本发明的技术方案为：一种光伏并网发电系统的孤岛检测控制方法，具体包括如下步骤：

1)从并网状态到孤岛状态时刻，检测光伏逆变器输出的有功、无功功率P,Q以及负荷消耗的有功、无功功率P_L，Q_L，并将信号送扰动信号发生器；

2)在扰动信号发生器中计算失配的有功、无功功率δP、δQ，失配的有功、无功功率为δP、δQ，δP＝P-P_L，δQ＝Q-Q_L，并判断δP和δQ是否为零，若两者均为零，即光伏发电系统输出功率与负荷消耗功率发生匹配，此时产生无功功率扰动信号，无功功率扰动量开关闭合，引入双边无功功率扰动，无功功率扰动量△Q’为10％Q_ref，Q_ref为光伏逆变器输出的参考无功功率，添加扰动后执行步骤3)；

当δP和δQ中有一个不为零时，并网点PCC处电压幅值或频率将产生波动，进入步骤3)进行保护判断；

3)检测并网点PCC处电压幅值U_i或频率f_i，若超过国际标准规定的范围，进行过/欠压或过/欠频保护，断开光伏给负载供电回路。