CN105471389B - 一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统和方法，检测系统包括旁路断路器S1、短路断路器S2、旁路断路器S3、限流电感L、分压电阻R和分压电容C；旁路断路器S1与限流电感L并联，形成S1//L支路；旁路断路器S3与分压电容C并联，形成S3//C支路；S1//L支路一端连接公共连接点A，另一端连接电网，S3//C支路一端通过分压电阻R、短路断路器S2连接公共连接点A，另一端接地。本发明使用最少的设备实现了低电压和高电压穿越检测，满足单一低电压穿越检测或单一高电压穿越检测的要求；优化配置电容和电阻的参数，解决投切电容时的涌流和电压暂升现象，使高电压模拟更接近电网真实工况。
Description
技术领域
本发明涉及一种故障穿越检测技术，具体涉及一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统和方法。
背景技术
随着光伏发电在电力能源中所占比例越来越大，光伏发电系统对电网的影响已经不能忽略。尤其在我国西部甘肃、青海一带，光伏发电系统采用大规模集中接入的方式并入电网。如果大型光伏电站不具备低电压穿越能力，当电网发生故障造成并网点电压跌落时，会导致光伏发电站大范围的脱网，可能造成电网电压与频率的崩溃，严重影响电网的安全稳定运行。
为了避免发生类似风电的大面积脱网事故，国家标准GB/T 19964-2012《光伏发电站接入电力系统技术规定》中有明确规定光伏发电站在电网发生故障时应保证不脱网连续运行并给予电网一定无功功率的支撑。
当具备低电压穿越能力的大型光伏发电站投入运行后，在电网故障发生时成功“穿越”低电压，随后在电网电压恢复的过程中，由于电力系统内部无功补偿装置不具备快速自投切功能，故障切除后未能及时调节或切除，造成局部电网无功过剩，电网发生了过电压短时故障，会导致大量的光伏电站脱网运行。随着光伏发电技术不断的发展和光伏发电并网标准不断的完善，光伏电站在已具备低电压穿越能力的基础上，需要其同样具备高电压穿越能力的要求已刻不容缓。
目前正在修订的国家电网公司企业标准G/GDW-617已明确要求光伏发电站应具备高电压穿越能力，光伏电站高电压穿越曲线如图1。
目前检测机构常用无缘电抗器组合的检测系统，适用于光伏电站和光伏逆变器低电压穿越的检测，尚无适用于光伏电站和光伏逆变器的高电压穿越检测系统。目前市场上存在的用于高/低电压穿越的检测系统，采用变频器控制或电抗器抽头的切换方式实现高/低电压穿越，存在以下缺点：
(1)采用变频器控制方式的检测系统，由于采用闭环控制，无法模拟电网故障时系统真实的阻抗参数。
(2)采用电抗器抽头切换方式的检测系统，由于使用电子开关切换，切换过程中会出现短暂的电流中断，可能导致被测设备由于电流中断而停止运行。
(3)传统用于风电的采用阻抗分压法的低电压穿越检测系统和电感/电容串联的高电压穿越检测系统，在电压恢复时或电压抬升时会产生较高的暂态电压过冲，会造成被测装置由于暂态电压过高而出现跳机现象。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统和方法，实现光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越和高电压穿越检测。
为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
本发明提供一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统，所述检测系统包括旁路断路器S1、短路断路器S2、旁路断路器S3、限流电感L、分压电阻R和分压电容C；
所述旁路断路器S1与限流电感L并联，形成S1//L支路；所述旁路断路器S3与分压电容C并联，形成S3//C支路；所述S1//L支路一端连接公共连接点A，另一端连接电网，所述S3//C支路一端通过分压电阻R、短路断路器S2连接公共连接点A，另一端接地。
所述检测系统通过公共连接点A连接光伏电站或光伏逆变器。
所述故障穿越包括低电压穿越和高电压穿越。
本发明还提供一种采用光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，所述检测方法用于检测光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1和旁路断路器S3，短路断路器S2保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟低电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤4：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
公共连接点A的电压跌落系数；其中，R表示分压电阻的阻值，L表示限流电感的感值，表示电网等效阻抗，表示角频率。
本发明还提供一种采用光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，所述检测方法用于检测光伏电站/光伏逆变器的高电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1，短路断路器S2和旁路断路器S3均保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟高电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤4：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
公共连接点A的电压抬升系数，其中，R表示分压电阻的阻值，L表示限流电感的感值，表示电网等效阻抗，C表示分压电容的容值，表示角频率
本发明还提供一种采用光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，所述检测方法用于同时检测光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越和高电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1和旁路断路器S3，短路断路器S2保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟低电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S3，模拟高电压穿越；
步骤4：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤5：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
公共连接点A的电压跌落系数；公共连接点A的电压抬升系数，其中，R表示分压电阻的阻值，L表示限流电感的感值，表示电网等效阻抗，C表示分压电容的容值，表示角频率。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1)检测系统采用电感、电感和电容串联的拓扑结构，使用最少的设备即可同时实现了低电压和高电压的模拟；
2)检测系统可满足单一低电压穿越检测或单一高电压穿越检测的要求，也可实现由于电压故障后造成了电压先降低后升高的真实故障工况；
3)优化配置电容和电阻的参数，解决投切电容时的涌流和电压暂升现象，使高电压模拟更接近电网真实工况。
附图说明
图1是现有技术中光伏电站高电压穿越曲线图；
图2是本发明实施例中光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明提供一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统，如图2，所述检测系统包括旁路断路器S1、短路断路器S2、旁路断路器S3、限流电感L、分压电阻R和分压电容C；
所述旁路断路器S1与限流电感L并联，形成S1//L支路；所述旁路断路器S3与分压电容C并联，形成S3//C支路；所述S1//L支路一端连接公共连接点A，另一端连接电网，所述S3//C支路一端通过分压电阻R、短路断路器S2连接公共连接点A，另一端接地。
所述检测系统通过公共连接点A连接光伏电站或光伏逆变器。
所述故障穿越包括低电压穿越和高电压穿越。
本发明还提供一种采用光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，所述检测方法用于检测光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1和旁路断路器S3，短路断路器S2保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟低电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤4：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
公共连接点A的电压跌落系数；其中，R表示分压电阻的阻值，L表示限流电感的感值，表示电网等效阻抗，表示角频率。
本发明还提供一种采用光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，所述检测方法用于检测光伏电站/光伏逆变器的高电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1，短路断路器S2和旁路断路器S3均保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟高电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤4：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
公共连接点A的电压抬升系数，其中，R表示分压电阻的阻值，L表示限流电感的感值，表示电网等效阻抗，C表示分压电容的容值，表示角频率
本发明还提供一种采用光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，所述检测方法用于同时检测光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越和高电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1和旁路断路器S3，短路断路器S2保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟低电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S3，模拟高电压穿越；
步骤4：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤5：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
公共连接点A的电压跌落系数；公共连接点A的电压抬升系数，其中，R表示分压电阻的阻值，L表示限流电感的感值，表示电网等效阻抗，C表示分压电容的容值，表示角频率。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统，其特征在于：所述检测系统包括旁路断路器S1、短路断路器S2、旁路断路器S3、限流电感L、分压电阻R和分压电容C；
所述旁路断路器S1与限流电感L并联，形成S1//L支路；所述旁路断路器S3与分压电容C并联，形成S3//C支路；所述S1//L支路一端连接公共连接点A，另一端连接电网，所述S3//C支路一端通过分压电阻R、短路断路器S2连接公共连接点A，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统，其特征在于：所述检测系统通过公共连接点A连接光伏电站或光伏逆变器。
3.根据权利要求1所述的光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统，其特征在于：所述故障穿越包括低电压穿越和高电压穿越。
4.一种采用权利要求1-3任一所述的光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，其特征在于：所述检测方法用于检测光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1和旁路断路器S3，短路断路器S2保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟低电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤4：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
5.一种采用权利要求1-3任一所述的光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，其特征在于：所述检测方法用于检测光伏电站/光伏逆变器的高电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1，短路断路器S2和旁路断路器S3均保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟高电压穿越；
步骤3：间隔设定时间后，断开短路断路器S2；
步骤4：间隔设定时间后，闭合旁路断路器S1，检测结束。
6.一种采用权利要求1-3任一所述的光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测系统进行光伏电站/光伏逆变器的故障穿越检测方法，其特征在于：所述检测方法用于同时检测光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越和高电压穿越；在光伏电站/光伏逆变器的低电压穿越检测之前，闭合所述检测系统中的旁路断路器S1和旁路断路器S3，短路断路器S2保持断开状态；所述检测方法包括以下步骤：
步骤1：断开旁路断路器S1，限流电感L投入运行；
步骤2：间隔设定时间后，闭合短路断路器S2，模拟低电压穿越；
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