[发明专利]一种基于无功功率扰动的孤岛检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于无功功率扰动的孤岛检测方法及装置，属于逆变器孤岛检测技术领域，包括：通过各逆变器向电网注入周期性的无功扰动电流，无功扰动电流在一个扰动周期中包括四个扰动模态，依次为正无功扰动、零扰动、负无功扰动和零扰动，正、负无功扰动的幅值不相等；对于每一台逆变器执行：（S1）获取当前电网频率以判断是否满足扰动重置判据，若是，则同步各逆变器的无功扰动电流后转入（S2）；否则转入（S2）；（S2）按照AI_CNT=(AI_CNT+1)mod N更新AI_CNT，若更新后AI_CNT≠0，则转入（S1）；否则，切换为下一个扰动模态并转入（S3）；（S3）判断是否发生孤岛，若是，则停止当前逆变器的工作；否则转入（S1）。本发明能在多机并网的情况下，准确实现孤岛检测。

技术领域

本发明属于逆变器孤岛检测技术领域，更具体地，涉及一种基于无功功率扰动的孤岛检测方法及装置。

背景技术

基于可再生能源的分布式发电系统得到了广泛应用。微网实现了多种可再生能源的整合，提高了电力系统的经济性和灵活性。在实际微电网系统中，由于光伏等可再生能源输出不稳定，需要增加储能系统以提高系统供电的稳定性和可靠性。以光伏系统和储能系统为代表的这类分布式发电系统都必须具备反孤岛的功能，以防止非计划孤岛发生时造成用电设备损坏甚至威胁检修人员安全，IEC 62116 Ed. 2(2014)中孤岛检测相关标准规定孤岛检测时间必须小于2s。

目前主流的孤岛检测方法分为基于通信的孤岛检测方法和基于本地测量的孤岛检测方法。前者成本较高，因而不考虑使用；后者可分为被动式和主动式孤岛检测方法。被动式孤岛检测通过监控公共连接点（Point of Common Coupling, PCC）的电压电流的相关参数来识别孤岛，实现简单，成本低，对输出电流质量无影响，但检测盲区较大；主动式孤岛检测方法通过对系统施加一定扰动，并测量公共连接点参数的变化来识别孤岛，这类方法检测盲区小，但是容易对电能质量产生不良影响。主动法中的无功功率扰动法由于输出波形谐波含量小，且并网时只有极小的无功变化，因而在实际中得到广泛应用。

由于目前光伏单机的容量已经无法满足日益增长的大型光伏电站容量需求，需要光伏逆变器多机并联来提高容量；而为了提高系统可靠性，通常对储能变流器采取并联连接，使其输出功率可按要求进行拓展，因此多机并联系统已是大势所趋。在多台逆变器并联的情况下，无功功率扰动法容易因为逆变器之间的无功扰动互相抵消而出现稀释效应，导致检测失败。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种基于无功功率扰动的孤岛检测方法及装置，其目的在于，在多台逆变器并网的情况下，准确实现孤岛检测。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于无功功率扰动的孤岛检测方法，包括：

通过各逆变器向电网注入周期性的无功扰动电流，并对各逆变器分别执行孤岛检测步骤；无功扰动电流在一个扰动周期中包括四个扰动模态，依次为正无功扰动、零扰动、负无功扰动和零扰动，每个扰动模态持续 N个基波周期，且正无功扰动的电流幅值与负无功扰动的电流幅值不相等；3≤ N≤5；

对于任意一台逆变器，孤岛检测步骤包括：

（S1）获取当前基波周期内公共连接点的频率以判断是否满足预设的扰动重置判据，若是，则将各逆变器中当前注入的无功扰动电流置为相同的状态以进行扰动重置，之后转入步骤（S2）；否则，直接转入步骤（S2）；