[发明专利]一种适用于环状柔性直流配电网的阻抗测量式孤岛检测方法

说明书

本发明公开了一种适用于环状柔性直流配电网的阻抗测量式孤岛检测方法，首先基于环状柔性直流配电系统中DC/DC变换器和MMC的开关状态与含有的电气元件进行高频阻抗建模；周期性地闭锁所述DC/DC变换器某一子模块低压侧的全控桥，向环状柔性直流配电系统内注入特定频率的高频谐波扰动；在各机组DC/DC变换器注入高频谐波扰动的时段内，利用傅里叶算法获得注入频段的谐波强度及测量阻抗；再根据所获得的测量阻抗的幅值变化识别孤岛运行状态的发生，并根据谐波强度判断进入孤岛运行状态的机组。上述方法依据测量电抗和谐波幅值变化对包含多个相邻机组的复杂孤岛工况进行有效识别，实现精确而迅速的孤岛检测。

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种适用于环状柔性直流配电网的阻抗测量式孤岛检测方法。

背景技术

目前，与传统交流配电系统相比，基于MMC的柔性直流配电系统具有换流环节少、能源转换率高、波形质量高等优点，逐渐成为国内外研究的热点。在含光伏(Photovoltaic，PV)机组的直流配电网中，非计划孤岛运行会给人员和设备带来安全隐患，直流配网中的孤岛检测方法亟待研究。

现有技术中的孤岛检测主要可分为远程类和本地类检测，远程类对通讯设备和信道的依赖限制了其在直流系统中的应用；本地类检测可进一步分为被动式方法和主动式方法两类，它们在交流电网内均已有较完备的发展，但大部分无法直接应用在直流电网中。被动式方法依靠检测孤岛后功率不匹配引起的电气量变化检测孤岛，直流电网不传输无功功率，无法获取频率、相位信息，因此依赖频率、相位、无功信息的被动式方法无法使用，直流孤岛可使用电压、电流信号进行检测，但孤岛系统内电源与负载功率近似匹配时存在较大检测盲区，因此被动式方法不适合单独应用于直流系统；主动式方法人为向系统中注入扰动成分，孤岛后扰动使系统迅速失稳从而检测孤岛，但受限于直流系统特性，各类移频法和无功功率扰动法也均无法在直流配网中使用。

目前针对直流系统的反孤岛策略的研究较少，主要集中于使用DC/DC变换器注入有功扰动的基于电压正反馈的检测方法，在多端直流网络中，系统容量的增大提高了对扰动强度的要求，各机组分散的低强度扰动可能会导致检测时间增加，甚至检测失败。但由于各DC/DC变换器电气参数的差异，多机同步注入扰动难以实现，功率扰动类方法在多端系统中的应用存在一定困难；同时环状直流配电网中，除单机孤岛外，也可能会出现若干相邻光伏站集体形成的复杂孤岛运行状态，给孤岛检测提出了新的挑战，因此需要研究适用于多机接入的环状柔性直流配电网的孤岛检测技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于环状柔性直流配电网的阻抗测量式孤岛检测方法，该方法依据测量电抗和谐波幅值变化对包含多个相邻机组的复杂孤岛工况进行有效识别，能够在多机接入的环状柔性直流配电网中实现精确而迅速的孤岛检测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种适用于环状柔性直流配电网的阻抗测量式孤岛检测方法，所述方法包括：

步骤1、基于环状柔性直流配电系统中DC/DC变换器和MMC的开关状态与含有的电气元件进行高频阻抗建模，获得环状柔性直流配电系统的高频阻抗模型；

步骤2、周期性地闭锁所述DC/DC变换器某一子模块低压侧的全控桥，向所述环状柔性直流配电系统内注入特定频率的高频谐波扰动；

步骤3、在各机组DC/DC变换器注入高频谐波扰动的时段内，测量DC/DC变换器端口的电压、电流信号，并利用傅里叶算法获得注入频段的谐波强度及测量阻抗；

步骤4、再根据所获得的测量阻抗的幅值变化识别孤岛运行状态的发生，并根据谐波强度判断进入孤岛运行状态的机组。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法依据测量电抗和谐波幅值变化对包含多个相邻机组的复杂孤岛工况进行有效识别，能够在多机接入的环状柔性直流配电网中实现精确而迅速的孤岛检测。

附图说明