[发明专利]一种基于反正切滑膜频移的孤岛检测方法

说明书

本发明一种基于反正切滑膜频移的孤岛检测方法，具体步骤为：1)结合SMS算法，给出反正切滑膜频率偏移移相角表达式；2)根据孤岛检测成功的充分条件：θ_{arctan_SMS}‑θ_Load穿越水平轴时切线斜率大于0确定k的取值范围；3)根据步骤2中k的取值范围，对k进行分段；4)根据步骤3中参数k的设置，对k进行初始化，同时初始化参数f_g、f_m及频率阈值f_max、f_min；5)：采集DG并网点电压，得到并网点电压频率f；6)：根据并网点电压频率f，计算相位偏移θ_{arctan_SMS}；7)在并网点电压过零点施加相位偏移θ_{arctan_SMS}；8)根据并网点频率f及设定的频率阈值[f_min，f_max]，判断是否有孤岛发生。本发明有益效果：加快孤岛检测时间，提高孤岛检测快速性。

技术领域

本发明涉及分布式发电并网电力孤岛效应检测技术领域，具体涉及一种基于反正切滑膜频移的孤岛检测方法。

背景技术

基于小型风电、光伏等的分布式发电(Distributed generation，DG)，具有经济、高效、清洁、输送方式灵活等优点，可作为大电网的有益补充，以提高系统的可靠性、灵活性。但随着越来越多的分布式电源并入配电网，对电力系统的规划、运行、控制及保护等方面带来一些不利影响，而孤岛问题即是其中之一。孤岛运行将会损害系统和用户设备，并危及线路检修人员的安全。因此，电力部门要求对基于逆变器并网的分布式发电必须具有孤岛检测功能，国内外相关标准还规定了孤岛检测时间，如IEEE std 929—2000规定孤岛发生后，DG应在2s内检测出孤岛并切离电网。

主动移相法是孤岛检测中的主动检测方法之一，传统的主动移相法——滑膜频率偏移法(Slip-Mode Frequency Shift，SMS)，其检测时间受负载品质因数影响，且随品质因数的增大而变长，从而可能导致孤岛检测失败。因此，需要对其进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的主动移相法所存在的高品质因数下孤岛检测速度较慢的问题，提出一种快速、有效的基于反正切滑膜频移的孤岛检测方法。

本发明一种基于反正切滑膜频移的孤岛检测方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：结合传统SMS算法，给出反正切滑膜频率偏移移相角表达式，如公式一所示：

式中，f为并网点电压频率；f_g为电网电压额定频率；f_m为发生最大相移时对应的频率；k为移相正反馈增益；

步骤2：根据孤岛检测成功的充分条件：θ_{arctan_SMS}-θ_Load穿越水平轴时切线斜率大于0确定k的取值范围，即公式二：

式中，θ_load为并联RLC负载在频率f电路下的阻抗角，表达式如公式三所示：

式中，f₀为负载谐振频率；Q_f为负载品质因数；

由于θ_load曲线在O点附近近似为直线，因此可在f₀处对其进行线性化处理，结合公式三可得如下公式四：

将公式四代入公式二，联合公式一可得如下公式五：