CN118483509A - 一种孤岛检测方法及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种孤岛检测方法及相关设备，涉及电力控制技术领域，方法包括：根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。由此，上述检测算法不仅在未发生孤岛时能够很好地保障并网电能质量，还能在孤岛发生时快速准确地检测出孤岛，便于后续产出保护动作，实现快速响应，使得光伏并网储能系统能够安全有效稳定的运行，避免影响人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及电力控制技术领域，更具体地，涉及一种孤岛检测方法、一种孤岛检测装置、一种电子设备以及一种存储介质。
背景技术
现有储能系统的孤岛检测算法大多是基于注入无功并网电流进行频率扰动，从而检测孤岛是否发生。然而所注入无功电流若是过大，则会导致并网电流畸变，影响电能质量；若无功电流注入过小，可能导致无功扰动造成的频率偏移太小，容易漏检孤岛发生。
因此，亟需一种新的技术方案以解决上述技术问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
第一方面，本发明提出了一种孤岛检测方法，包括：
根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；
基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；
检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。
可选地，根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量，包括：
根据有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量；
基于最小无功扰动电流分量，确定补偿无功扰动指令；
基于补偿无功扰动指令和锁相环误差，确定无功扰动电流分量。
可选地，基于最小无功扰动电流分量，确定补偿无功扰动指令，包括：
获取最小无功扰动电流分量与无功电流指令的比较结果，以基于比较结果确定补偿无功扰动指令。
可选地，基于补偿无功扰动指令和锁相环误差，确定无功扰动电流分量，包括：
基于锁相环误差和第一比例系数，确定正反馈无功扰动分量；
基于补偿无功扰动指令和正反馈无功扰动分量，确定无功扰动电流分量。
可选地，根据有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量，包括：
基于有功电流指令、第二比例系数和正反馈无功扰动分量，计算最小无功扰动电流分量。
可选地，基于补偿无功扰动指令和正反馈无功扰动分量，确定无功扰动电流分量，包括：
将无功电流指令、补偿无功扰动指令和正反馈无功扰动分量进行求和操作，以获取无功扰动电流分量。
可选地，在根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量之前，方法还包括：
确定当前时刻是否满足孤岛检测执行条件。
第二方面，还提出了一种孤岛检测装置，包括：
确定模块，用于根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；
执行模块，用于基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；
检测模块，用于检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。
第三方面，还提出了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行如上所述孤岛检测方法。
第四方面，还提出了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如上所述孤岛检测方法。
根据上述技术方案，根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。由此，上述检测算法不仅在未发生孤岛时能够很好地保障并网电能质量，还能在孤岛发生时快速准确地检测出孤岛，便于后续产出保护动作，实现快速响应，使得光伏并网储能系统能够安全有效稳定的运行，避免影响人身安全。
本发明的孤岛检测方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
通过阅读下文示例性实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出示例性实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的孤岛检测方法的示意性流程图；
图2示出了根据本发明另一个实施例的孤岛检测方法的示意性流程图；
图3示出了根据本发明一个实施例的确定无功扰动电流分量的示意性流程图；
图4示出了根据本发明一个实施例的孤岛检测装置的示意性框图；以及
图5示出了根据本发明一个实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面将对本申请的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提出了一种孤岛检测方法。图1示出了根据本发明一个实施例的孤岛检测方法100的示意性流程图。如图1所示，方法100可以包括以下步骤。
步骤S110，根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量。
优选地，在步骤S110之前，方法还可以包括：确定当前时刻是否满足孤岛检测执行条件。图2示出了根据本发明另一个实施例的孤岛检测方法的示意性流程图。在图2所示实施例中，孤岛检测执行条件为当前时刻到达定时周期，具体地，在开始执行孤岛检测之后，可以首先确定当前时刻是否到达定时周期，若未到达则持续计时操作，直至到达定时周期，即满足孤岛检测执行条件时，根据有功电流指令、无功电流指令和锁相环误差确定无功扰动电流分量。具体地，可以通过以下步骤实现。首先，根据有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量。可以利用任何现有的或未来的能够基于有功电流指令计算出最小无功扰动电流分量的计算方法获得最小无功扰动电流分量；其次可以基于最小无功扰动电流分量，确定补偿无功扰动指令。具体地，可以判断计算出的最小无功扰动电流分量和无功电流指令的大小关系，其中，无功电流指令可以是指根据当地并网法规要求，在运行过程中接受电网调度，向电网注入或吸收无功。需要说明的是，当存在正常的无功电流指令，并且当前系统的无功电流指令满足最小无功扰动电流分量要求，即无功电流指令大于或等于最小无功扰动电流分量时，可以确定在此种情况下不需要进行补偿，则不再额外加入固定的无功扰动分量，此时确定的补偿无功扰动指令即为0。反之，若当前系统不存在无功电流指令或当前系统的无功电流指令小于最小无功扰动电流分量时，需要向电网中注入无功电流去扰动电网，使得并网电流发生变化，此时注入的无功电流=最小无功扰动电流分量-当前系统的无功电流指令，其中，在当前系统不存在无功电流指令时，当前系统的无功电流指令=0。具体来说，在该实施例中，确定的补偿无功扰动指令在当前系统不存在无功电流指令时等于最小无功扰动电流分量，在当前系统存在无功电流指令时等于最小无功扰动电流分量与当前系统的无功电流指令的差值。
步骤S113，基于补偿无功扰动指令和锁相环误差，确定无功扰动电流分量。
需要说明的是，当电网存在即未发生孤岛时，无法扰动电网连接点电压，锁相环无法检测到相位差，其中，锁相环误差可以近似看作锁相相位与电网连接点电压的相位差，此时锁相环误差近似等于0。而当孤岛发生时，此时注入无功扰动电流分量将影响电网连接点电压，造成频率差即产生相位差，这种情况下的锁相环误差是一个不可忽略的值，基于此，在确定了补偿无功扰动指令之后，考虑到锁相环误差对无功扰动电流分量的影响，结合补偿无功扰动指令和锁相环误差，可以确定无功扰动电流分量。
步骤S120，基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动。
在根据上述步骤S110确定了无功扰动电流分量之后，以所确定的无功扰动电流分量对电网进行无功扰动，即，将无功扰动电流分量注入到电网中，去扰动电网，使得电网电流发生变化。
步骤S130，检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。
示例性地，在无功扰动电流分量注入到电网后，使得电网产生频率偏移，在此情况下，检测电网产生的频率偏移的情况，将频率偏移数值与预设的孤岛发生阈值进行比较，根据比较结果可以确定是否发生孤岛，例如，在比较结果表示频率偏移数值大于孤岛发生阈值的情况下，确定孤岛发生，反之，在比较结果表示频率偏移数值小于或等于孤岛发生阈值的情况下，确定孤岛未发生，此时可以返回到上述计时阶段，继续计时操作，并重复后续步骤，直至确定孤岛发生为止。
根据上述技术方案，根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。由此，上述检测算法不仅在未发生孤岛时能够很好地保障并网电能质量，还能在孤岛发生时快速准确地检测出孤岛，便于后续产出保护动作，实现快速响应，使得光伏并网储能系统能够安全有效稳定的运行，避免影响人身安全。
可选地，步骤S113基于补偿无功扰动指令和锁相环误差，确定无功扰动电流分量可以包括：基于锁相环误差和第一比例系数，确定正反馈无功扰动分量；基于补偿无功扰动指令和正反馈无功扰动分量，确定无功扰动电流分量。
示例性地，可以针对锁相环误差设置对应的第一比例系数K1，将锁相环误差数值与K1相乘后的积作为正反馈无功扰动分量，在正反馈无功扰动分量的影响下，无功扰动电流分量变大，使得频率差值以及锁相环误差数值也变大，意味着正反馈无功扰动分量也会随之变大，从而形成了正反馈效应。需要说明的是，在本申请中未对K1进行具体数值示例，在方案实际应用中可以根据具体需求或经验等进行任意合理设置。
由此，使得无功扰动加强，频率偏移增大，能够快速触发孤岛检测条件，判定孤岛发生，显著提升了孤岛检测效率。
可选地，步骤S111根据有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量可以包括：基于有功电流指令、第二比例系数和正反馈无功扰动分量，计算最小无功扰动电流分量。
示例性地，针对有功电流指令设置对应的第二比例系数K2，一般地，将有功电流指令与K2相乘后的积作为最小无功扰动电流分量。可以根据并网法规要求的防孤岛测试方案实测得出表示符合孤岛保护时间限制的系数K2。但在本申请实施例中，由于加入了正反馈无功扰动分量，因此可以将K2数值设置的比常规方案小，具体数值在此不做限定，可以在实际应用过程中根据具体需求或经验等进行任意合理设置。
由此，在孤岛未发生时，由于电网的存在，锁相环误差近似为零，对应地，正反馈无功扰动分量也近似为零，补偿无功扰动指令可以根据有功电流指令实时调整，使得整体无功扰动电流分量占并网电流分量较小，对并网电流的影响较小，保障了并网电能质量。
图3示出了根据本发明一个实施例的确定无功扰动电流分量的示意性流程图。如图3所示，首先根据有功电流指令计算出最小无功扰动电流分量，将计算出的最小无功扰动电流分量与当前系统的无功电流指令进行比较，如前所述，在当前系统存在无功电流指令，并且该无功电流指令大于或等于计算出的最小无功扰动电流分量，可以确定此时不需要进行补偿，对应地，可以得到此种情况下的补偿无功扰动指令为0。在当前系统不存在无功电流指令，或存在的无功电流指令小于计算出的最小无功扰动电流分量时，将最小无功扰动电流分量-当前系统无功电流指令的差值作为补偿无功扰动指令，其中，在不存在无功电流指令时的无功电流指令为0。最后，将所确定的补偿无功扰动指令、正反馈无功扰动分量和无功电流指令进行求和操作，计算出的和即为无功扰动电流分量。
由此，计算出的无功扰动电流分量中既包含常规的扰动分量，还包含可变的补偿无功扰动分量以及正反馈无功扰动分量，保障了在强RLC孤岛情况下的检测性能，避免单独锁相环误差正反馈失效情况对无功扰动电流分量的影响，从而对孤岛检测结果准确性造成影响，改善了单独固定扰动分量的检测速度以及检测结果的准确性。
根据本发明的第二方面，还提出了一种孤岛检测装置。图4示出了根据本发明一个实施例的孤岛检测装置400的示意性框图。如图4所示，装置400可以包括：确定模块410、执行模块420以及检测模块430。
确定模块410，用于根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；
执行模块420，用于基于无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；
检测模块430，用于检测电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛。
根据本发明的第三方面，还提供了一种电子设备。图5示出了根据本发明一个实施例的电子设备500的示意性框图。如图5所示，电子设备500可以包括处理器510和存储器520。其中，存储器520中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器510运行时用于执行如上所述孤岛检测方法。
根据本发明的第四方面，还提供了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如上所述孤岛检测方法。存储介质例如可以包括平板电脑的存储部件、计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。
本领域普通技术人员通过阅读上述有关孤岛检测方法的相关描述可以理解孤岛检测装置、电子设备以及存储介质的具体细节以及有益效果，为了简洁在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和/或设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种孤岛检测方法，其特征在于，包括：
根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；
基于所述无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；
检测所述电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛;
所述根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量，包括：
根据所述有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量；
基于所述最小无功扰动电流分量，确定补偿无功扰动指令；
基于所述补偿无功扰动指令和所述锁相环误差，确定所述无功扰动电流分量。
2.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述基于所述最小无功扰动电流分量，确定补偿无功扰动指令，包括：
获取所述最小无功扰动电流分量与所述无功电流指令的比较结果，以基于所述比较结果确定所述补偿无功扰动指令。
3.如权利要求2所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述获取所述最小无功扰动电流分量与所述无功电流指令的比较结果，以基于所述比较结果确定所述补偿无功扰动指令，包括：
在所述无功电流指令大于或等于所述最小无功扰动电流分量的情况下，所述补偿无功扰动指令为0；
在不存在所述无功电流指令或所述无功电流指令小于所述最小无功扰动电流分量的情况下，所述补偿无功扰动指令等于所述最小无功扰动电流分量或等于所述最小无功扰动电流分量与所述无功电流指令的差值。
4.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述基于所述补偿无功扰动指令和所述锁相环误差，确定所述无功扰动电流分量，包括：
基于所述锁相环误差和第一比例系数，确定正反馈无功扰动分量；
基于所述补偿无功扰动指令和所述正反馈无功扰动分量，确定所述无功扰动电流分量。
5.如权利要求4所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述根据所述有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量，包括：
基于所述有功电流指令、第二比例系数和所述正反馈无功扰动分量，计算所述最小无功扰动电流分量。
6.如权利要求4所述的孤岛检测方法，其特征在于，所述基于所述补偿无功扰动指令和所述正反馈无功扰动分量，确定所述无功扰动电流分量，包括：
将所述无功电流指令、所述补偿无功扰动指令和所述正反馈无功扰动分量进行求和操作，以获取所述无功扰动电流分量。
7.如权利要求1所述的孤岛检测方法，其特征在于，在所述根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量之前，所述方法还包括：
确定当前时刻是否满足孤岛检测执行条件。
8.一种孤岛检测装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量；
执行模块，用于基于所述无功扰动电流分量，对电网进行无功扰动；
检测模块，用于检测所述电网的频率偏移情况，以确定是否发生孤岛；
所述根据有功电流指令、无功电流指令以及锁相环误差，确定无功扰动电流分量，包括：
根据所述有功电流指令，获取最小无功扰动电流分量；
基于所述最小无功扰动电流分量，确定补偿无功扰动指令；
基于所述补偿无功扰动指令和所述锁相环误差，确定所述无功扰动电流分量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述存储器中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被所述处理器运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述孤岛检测方法。
10.一种存储介质，在所述存储介质上存储了程序指令，所述程序指令在运行时用于执行如权利要求1至7任一项所述孤岛检测方法。
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