[发明专利]一种基于系统仿真的孤岛检测方法

说明书

一种基于系统仿真的孤岛检测方法，属于电力系统保护控制领域，尤其涉及通过仿真对光伏并网系统运行状态进行检测的方法，包括以下步骤：获取光伏并网系统内部的网络拓扑图，以实际负载参数建立仿真模型；进行仿真，计算得到仿真的电压谐波含量；获取光伏并网点PCC的电压谐波含量；比对仿真得到的电压谐波含量与实际获取的电压谐波含量，判断光伏并网系统的运行状态。本发明以谐波检测和系统仿真相结合的检测方式，不只单纯判断谐波含量，而是比对实际的谐波含量与实时仿真结果，极大的缩小了检测盲区。

技术领域

本发明属于电力系统保护控制领域，尤其涉及通过仿真对光伏并网系统运行状态进行检测的方法。

背景技术

随着并网的光伏电站不断增加，给电网的运行保护及控制带来一系列问题，而孤岛效应为最严重的问题之一。作为一种特殊的故障状态，孤岛效应定义为：公共电网因故障、检修或其他原因停止供电后，光伏并网系统未能及时获知系统的断电状态，仍向区域负载输出电能，最终形成一个不受电网控制的带本地负载运行的孤岛。公共电网因偶然因素如停电检修、误操作而动作跳闸，光伏电站与外部负载构成孤岛独立运行，此时可能导致孤岛系统内电压、频率偏离标准，对电力维修人员的生命安全造成威胁，严重损害用电设施。

目前，孤岛检测方法主要分为远程检测和本地检测两种：远程检测主要手段为在电网侧配置远程监测设备，将电网的状态通过通讯技术传输到光伏电站侧，这种方法不仅配置成本高，通信上容易受信号干扰，而且多数情况下还需要向上级电网公司申请报备，较为繁琐。本地检测方式又分为被动检测和主动检测两种，被动检测法主要是在DG输出端，检测孤岛发生前后，发电系统与电网的公共耦合点处的电压、频率、相位等参数的变化来判断是否发生孤岛。但是当本地负载负荷与DG输出功率相匹配时，耦合点处的电压、频率、相位等在孤岛发生不会出现较大的变化，此时被动法将会出现一定的盲区。主动检测法则是周期性加入很小的电压、电流、频率或者相位等干扰量。主动检测时间长、对电能质量有影响。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的检测手段，减小被动检测的盲区，降低主动检测的干扰，缩短检测时间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于系统仿真的孤岛检测方法，包括以下步骤：

步骤1、获取光伏并网系统内部的网络拓扑图，以实际负载参数建立仿真模型；

步骤2、进行仿真，计算得到仿真的电压谐波含量；

步骤3、获取光伏并网点PCC的电压谐波含量；

步骤4、比对仿真得到的电压谐波含量与实际获取的电压谐波含量，若两者接近，进入步骤5；

步骤5、判断系统进入孤岛状态。

进一步地：

步骤5、判断仿真得到的电压谐波含量是否大于4%，若大于则系统处于孤岛状态，否则执行步骤6；

步骤6、在逆变器侧注入0.5%~2%的谐波，获取光伏并网点PCC的电压谐波含量；同时，仿真模型中，在逆变器侧注入等量的谐波进行仿真，得到电压谐波含量；比对仿真得到的电压谐波含量与实际获取的电压谐波含量，若两者接近，则系统进入孤岛状态。

根据国家标准，电网中谐波（3-9次）含量不得高于4%，因此电网都配有谐波处理装置，当有谐波注入电网时会被抵消掉一部分谐波，检测到的谐波含量与注入的谐波含量往往不相等。正常情况下，电网中含有一定量的谐波，光伏并网系统中在非线性阻抗少或L、C谐波源相互抵消的情况下，孤岛运行时电压波形会优于电网内电压波形，所以在单独使用谐波检测时会因此产生检测盲区。