[发明专利]一种孤岛保护与低电压穿越的协调运行方法有效

专利信息
申请号: 202011031719.3 申请日: 2020-09-27
公开(公告)号: CN112260307B 公开(公告)日: 2022-11-01
发明(设计)人: 姜旭;孙福寿;丁浩;刘家岩;宋晓喆;王鼎;于淼;赵禹灿;孙铭徽;葛路明;陈宁;曲立楠 申请(专利权)人: 中国电力科学研究院有限公司;浙江大学;国网吉林省电力有限公司
主分类号: H02J3/38 分类号: H02J3/38
代理公司: 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人: 邱启旺
地址: 100085 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 孤岛 保护 电压 穿越 协调 运行 方法
【说明书】:

发明针对光伏并网系统孤岛保护与低电压穿越之间运行冲突问题,提出一种孤岛保护与低电压穿越的协调运行方法。当检测到公共耦合点频率正常而电压异常时,该策略根据不同故障下谐波特性的不同,来协调光伏并网系统孤岛保护和低电压穿越两种功能。本发明的有益效果是,本发明在协调两种运行模式时不向系统注入任何电流,在不影响电能质量的前提下,让孤岛保护和低电压穿越互不干扰,其实操作简单易行,可与孤岛的频率保护和电压保护互相适配。

技术领域

本发明涉及一种协调孤岛保护与低电压穿越的策略,属于新能源领域中的故障检测技术。

背景技术

为了保证电网安全稳定运行,光伏并网系统需同时具备孤岛保护和低电压穿越能力。孤岛保护指当网侧断路器断开、系统处于孤岛状态时,光伏电站应及时解列,以保证人员设备安全;而低电压穿越是指当网侧电压短时跌落时,光伏电站应保持并网状态运行一段时间,以维持电压与频率的稳定。这就带来了一个难题,即当检测到公共耦合点(pointof common coupling,PCC)电压跌落时,光伏并网系统该如何选择低电压穿越或者孤岛保护动作。当光伏并网系统处于孤岛状态时,执行低电压穿越操作不仅会影响孤岛检测效果,而且还会对设备与人员造成伤害;而当网侧电压发生暂态扰动时,执行孤岛保护的停机动作会使低电压穿越失败。

为了避免这一矛盾,目前我国电网的低电压穿越与孤岛检测并不是同步进行的,而是在发生电压跌落时,保持并网状态运行国标规定的低电压穿越时间后再进行孤岛检测。然而,根据GB/T 19964-2012、IEEE Std.1547.1-2020等国内外标准(参考文献[1-9])的规定,当PCC电压跌落以后,孤岛保护要求系统在2s内解列,低电压穿越则要求系统保持2s不脱网。显然上述执行方式优先保证光伏并网系统的低电压穿越能力,而在孤岛保护动作时间上与各并网准则相悖。

为了使孤岛保护动作时间和低电压穿越时长均能符合并网准则,光伏并网系统需要同时进行低电压穿越与孤岛检测操作。参考文献[10]提出了一种基于无功功率扰动的低电压穿越与孤岛同步检测算法,但是该算法是基于网侧电压暂态扰动时频率不变这一前提的,未考虑主电网在故障时的频率偏移。参考文献[11]利用负序电流注入实现孤岛保护和不平衡故障穿越,但是未能实现三相对称故障时的低电压穿越。参考文献[12]和参考文献[13]把并网准则中所规定的低电压穿越曲线的上方区域划分为低电压穿越区域,其下方区域划分为孤岛保护区域,未能从根本上解决两者的冲突问题,依然有可能发生孤岛误判。

参考文献

[1]中国国家标准化委员会.光伏电站接入电力系统技术规定:GB/T 19964-2012[S].北京:中国标准出版社,2012.

[2]IEEE standard for interconnecting distributed resources withelectric power systems:IEEE Std 1547.1-2020[S].2020.

[3]IEEE recommended practice for utility interface of photovoltaic(PV)systems:IEEE Std 929-2000[S].2000.

[4]中国国家标准化委员会.分布式电源并网要求:GB/T 33593-2017[S].北京:中国标准出版社,2017.

[5]中国国家标准化委员会.光伏发电系统接入配电网技术规定:GB/T 29319-2012[S].北京:中国标准出版社,2012.

[6]国家能源局.分布式电源接入配电网技术规定:NB/T 32015-2013[S].北京:2013.

[7]国家能源局.光伏并网逆变器技术规范:NB/T 32004-2018[S].北京:2018.

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