CN101609981A - 一种基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，主要步骤包括：正常加载情况下实时计算监测当前电网可能发生孤岛效应概率大小，孤岛发生后再次计算确认是否发生了孤岛效应，最后再次确认孤岛效应的发生。通过市电电压采样电路获取市电过零上升沿或下降沿信号传送给CPU，CPU计算出相邻两个上升或下降时间即为市电对应的频率。本发明有益效果为：通过概率预测方法计算出发生孤岛效应概率，稳定、可靠，有效解决了频繁扰动电流频率带来PH下降的问题；确认发生孤岛效应后，引入附加相偏移量，能及时关掉逆变保护；具有良好的抗干扰性，电流谐波THDI可以控制在3％以内。
Description
技术领域
本发明涉及光伏并网发电设备孤岛效应检测的方法，尤其涉及一种基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法。
背景技术
目前以新能源组成的发电系统以风力、太阳能并网发电为代表；由于最初的电能不够稳定，一般多采用通过电力电子技术转化为稳定的直流，再经由逆变器获得同步交流的并网方式。倘若电力系统配网中的某条线路发生故障，则会依靠最近的继电保护装置来清除，若此配网中存在着并网式发电系统，则分布式电源会继续向与电网断开的配网供电，在一些特殊的情况下形成独立的小型发电系统，此种现象为“孤岛效应”，孤岛运行会给电网、用户、人身安全带来极大危害，主要表现为：断路器断开后使得不应带电的线路继续供电，给线路维修人员带来了极大的安全隐患；无大电网的支撑，分布式电源的电能质量得不到保证。现有的孤岛检测方法主要是通过每隔一段时间扰动一次固定电流频率，同步实时检测扰动时电压频率，比较扰动前后两次电压频率差值，该差值满足扰动电流频率期望值，同样条件重复出现三次以上则判定为市电发生了孤岛效应；以上该方法的最大缺陷是频繁扰动电流频率使得AC端功率因素PF值下降，从而影响输出特性，并且电流谐波THDI极难控制在3％以内。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，以解决现有的孤岛检测效应技术方案在进行时需要频繁扰动电流频率而影响输出特性问题。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，主要步骤包括：正常加载情况下实时计算监测当前电网可能发生孤岛效应概率大小，孤岛发生后再次计算确认是否发生了孤岛效应，最后再次确认孤岛效应的发生。通过市电电压采样电路获取市电过零上升沿或下降沿信号传送给CPU，CPU计算出相邻两个上升或下降时间即为市电对应的频率；判断可能发生孤岛后，再次计算确认是否发生了孤岛效应，确认发生后，接下来连续3个周期逐步加大引入正反馈附加相移给参考电流相位，根据发生孤岛效应特点，市电电压相位跟随电流相位，因对电流相位引入附加相移，使得电压频率几个周期内快速拉升到频率上线阀值，及时保护关掉逆变；再次确认是否发生孤岛效应方法。
本发明所述的基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法的有益效果为：通过概率预测方法计算出发生孤岛效应概率，稳定、可靠，有效解决了频繁扰动电流频率带来PH下降的问题；确认发生孤岛效应后，引入附加相偏移量，能及时关掉逆变保护；具有良好的抗干扰性，采用新锁相方法，电流谐波畸变率THDI可以控制在3％以内。
附图说明
下面根据实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法的方框流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，包括以下步骤：
(1)正常加载情况下，实时计算监测当前电网可能发生孤岛效应概率大小，主要包括：通过市电电压采样电路获取市电过零上升沿或下降沿信号传送给CPU，CPU计算出相邻两个上升或下降时间即为市电对应的频率；首先，每次市电过零时计算出当前市电频率与最近8个周期频率平均值，即可计算出本周期现对于前8个周期滑动平均值偏移量、连续8个周期累加偏移量值及本周期基本偏移量方向，当检测到上周期基本偏移量方向为负方向，同时本周期频率值正向偏离最近8周期滑动平均值，则频率正往正方向偏移，若在连续8个周期中有5个周期往正方向偏离则认为孤岛可能发生；当检测到上周期基本偏移量方向为正方向，同时本周期频率值负方向偏离最近8周期滑动平均值，则频率正往负方向偏移，若在连续8个周期中有5个周期往负方向偏离则认为孤岛可能发生；
(2)判断可能发生孤岛后，再次计算确认是否发生了孤岛效应，确认发生后，接下来连续3个周期逐步加大引入正反馈附加相移给参考电流相位，因没有发生孤岛效应前，根据锁相原理，电流相位实时跟随电压相位，电压前后两周期相位误差量，从而反馈到下周期电流相位上，当电流相位超前电压相位时，电流零度延续一段时间，等到电压相位过零度时同相跟随电压相位，当电流相位滞后电压相位时，等电压过零时电流相位同步于电压相位；根据发生孤岛效应特点，市电电压相位跟随电流相位，因对电流相位引入附加相移，使得电压频率几个周期内快速拉升到频率上线阀值，及时保护关掉逆变；
(3)再次确认是否发生孤岛效应方法，主要包括：判断可能发生孤岛后8个周期，分别累加计算出前后4周期频率累计值，判断前后4周期累加值之差是否小于一定误差值，若小于差值，则判定没有发生孤岛效应；继续进入是否发生孤岛效应循环判断，若大于差值，则判定发生了孤岛效应，引入正反馈附加相移给参考电流相位。
Claims (3)
1、一种基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，包括以下步骤，其特征在于：
(1)通过市电电压采样电路获取市电过零上升沿或下降沿信号传送给CPU，CPU计算出相邻两个上升或下降时间即为市电对应的频率；每次市电过零时计算出当前市电频率与最近8个周期频率平均值，即可计算出本周期现对于前8个周期滑动平均值偏移量、连续8个周期累加偏移量值及本周期基本偏移量方向，当检测到上周期基本偏移量方向为负方向，同时本周期频率值正向偏离最近8周期滑动平均值，则频率正往正方向偏移，若在连续8个周期中有5个周期往正方向偏离则认为孤岛可能发生；
(2)判断可能发生孤岛后，再次计算确认是否发生了孤岛效应，确认发生后，接下来连续3个周期逐步加大引入正反馈附加相移给参考电流相位，因没有发生孤岛效应前，电流相位实时跟随电压相位，电压前后两周期相位误差量，从而反馈到下周期电流相位上，当电流相位超前电压相位时，电流零度延续一段时间，等到电压相位过零度时同相跟随电压相位，当电流相位滞后电压相位时，等电压过零时电流相位同步于电压相位；
(3)判断可能发生孤岛后8个周期，分别累加计算出前后4周期频率累计值，判断前后4周期累加值之差是否小于一定误差值，若小于差值，则判定没有发生孤岛效应；继续进入是否发生孤岛效应循环判断，若大于差值，则判定发生了孤岛效应，引入正反馈附加相移给参考电流相位。
2、根据权利要求1所述的基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，其特征在于：按照步骤(1)所述，当检测到上周期基本偏移量方向为正方向，同时本周期频率值负方向偏离最近8周期滑动平均值，则频率正往负方向偏移，若在连续8个周期中有5个周期往负方向偏离则认为孤岛可能发生。
3、根据权利要求1所述的基于概率预测和频率偏移的孤岛检验方法，其特征在于：按照步骤(2)所述，根据发生孤岛效应特点，市电电压相位跟随电流相位，因对电流相位引入附加相移，使得电压频率几个周期内快速拉升到频率上线阀值，及时保护关掉逆变。
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