一種電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)和電力電子檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種電網(wǎng)電壓跌落的快速 檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著光伏發(fā)電裝機(jī)容量的不斷增大，大型光伏電站不斷增多，為了使光伏電站的 在電網(wǎng)跌落故障時能繼續(xù)并網(wǎng)運行，很多國家的電力系統(tǒng)運行導(dǎo)則對光伏電站的低電壓穿 越能力做出了規(guī)定。光伏電站在電網(wǎng)電壓跌落情況下，必須能及時檢測到三相電壓的信息， 并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的繼續(xù)安全運行。因此，電網(wǎng)電壓跌落故障的快 速準(zhǔn)確檢測成為一個重要前提條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一是提供一種電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中 檢測電網(wǎng)電壓的實時性差的問題。
[0004] 在一些說明性實施例中，所述電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測方法，包括：以采集到的三 相電壓，利用空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測模型計算出三相電壓的瞬時向量，并根據(jù)所述 三相電壓的瞬時向量計算出三相電壓的模擬瞬時幅值；根據(jù)所述模擬瞬時幅值確定當(dāng)前時 刻是否處于電網(wǎng)電壓跌落。
[0005] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的說明性實施例包括以下優(yōu)點：
[0006] 檢測效率高比傳統(tǒng)的檢測方法高，可以快速的檢測出當(dāng)前的瞬時電壓，進(jìn)行低電 壓穿越控制，從而保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運行。
【附圖說明】
[0007] 此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0008] 圖1是按照本發(fā)明的說明性實施例的流程圖；
[0009] 圖2是按照本發(fā)明的說明性實施例的流程圖；
[0010] 圖3是按照本發(fā)明的說明性實施例的實際跌落三相電壓與本文方法檢測出的三 相電壓的對比圖；
[0011] 圖4是按照本發(fā)明的說明性實施例的實際跌落三相電壓與本文方法檢測出的三 相電壓的對比圖；
[0012] 圖5是按照本發(fā)明的說明性實施例的實際跌落A相電壓與各種方法檢測出的A相 電壓的對比圖。
【具體實施方式】
[0013] 在以下詳細(xì)描述中，提出大量特定細(xì)節(jié)，以便于提供對本發(fā)明的透徹理解。但是， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，即使沒有這些特定細(xì)節(jié)也可實施本發(fā)明。在其它情況下，沒有詳 細(xì)描述眾所周知的方法、過程、組件和電路，以免影響對本發(fā)明的理解。
[0014]目前，常用的電網(wǎng)電壓跌落的檢測方法有以下四種方法：單相有效值檢測法、單相 峰值檢測法、三相對稱跌落檢測的瞬時dq變換方法和單相跌落檢測的虛擬dq變換方法。
[0015] 1)、單相有效值檢測法
[0016] 有效值檢測法可以視為一種低通濾波，其計算周期為1個工頻周期。有效值法可 以很好得濾除高次諧波干擾，結(jié)果也比較準(zhǔn)確，但是檢測速度較慢，實時性較差。
[0017] 2)、單相峰值檢測法
[0018] 峰值電壓檢測的檢測速度跟跌落相位點有關(guān)，若跌落點恰好為峰值則其檢測到跌 落是同時的，若跌落點是過零點則其檢測到跌落的延時則為半個工頻周期。峰值檢測法實 時性差，結(jié)果容易受干擾，所以一般很少采用。
[0019] 3)、三相對稱跌落檢測的瞬時dq變換方法
[0020] 瞬時dq變換在三相對稱電壓跌落時可以快速準(zhǔn)確檢測瞬時峰值，但是對不平衡 電壓則失去了作用。同時，瞬時dq變換需要用到鎖相環(huán)，增加了計算復(fù)雜度，同時容易由于 鎖相不準(zhǔn)而產(chǎn)生偏差。
[0021 ] 4)單相跌落檢測的虛擬dq變換方法
[0022] 此方法實際是一種單相跌落電壓檢測方法，將單相電壓視為三相平衡電壓里的A 相電壓，取滯后1/6周期的值作為虛擬B相電壓ub'，實際A相取負(fù)作為虛擬A相電壓ua'， 再將ua'和ub'相加取負(fù)作為虛擬C相電壓uc'。然后利用虛擬出來的三相電壓，應(yīng)用瞬時 dq變換方法算出幅值。
[0023] 此方法是一種比較理想的單相電壓求幅值方法，可以較快的求得幅值，同時對高 頻噪聲有一定的濾波效果；缺點是有1/6周期的有固定滯后。
[0024] 本說明性實施例的所提供的檢測方法是通過根據(jù)空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測 模型計算出三相電壓的瞬時向量。
[0025] 現(xiàn)在參照圖1，圖1示出了電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測的流程圖。
[0026] 如圖1所示，公開了一種電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測方法，包括：
[0027]S11、以采集到的三相電壓，利用空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測模型計算出三相電 壓的瞬時向量，并根據(jù)所述三相電壓的瞬時向量計算出三相電壓的模擬瞬時幅值；
[0028]S12、根據(jù)所述模擬瞬時幅值確定當(dāng)前時刻是否處于電網(wǎng)電壓跌落。
[0029] 該方法檢測效率高比傳統(tǒng)的檢測方法高，適用于三相電壓不平衡情況，可以快速 的檢測出當(dāng)前的瞬時電壓，從而保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運行。
[0030] 如圖2所示，所述以采集到的三相電壓，利用空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測模型 計算出三相電壓的瞬時向量，并根據(jù)所述三相電壓的瞬時向量計算出三相電壓的模擬瞬時 幅值，具體包括：
[0031]S21、以獲取到的第一時刻和第二時刻的三相電壓，分別構(gòu)建所述第一時刻的第一 空間向量和所述第二時刻的第二空間向量；
[0032]S22、根據(jù)所述第一空間向量和所述第二空間向量，確定兩個空間向量所在平面的 法向量；
[0033]S23、根據(jù)所述法向量，確定三相電壓的模擬瞬時幅值。
[0034] 在一些說明性實施例中，所述第一空間向量和所述第二空間向量為相互不平行的 圓周向量。
[0035] 在一些說明性實施例中，以獲取到的第一時刻和第二時刻的三相電壓，分別構(gòu)建 所述第一時刻的第一空間向量和所述第二時刻的第二空間向量，具體包括：
[0036] 1)、米集第一時刻1^的A相電壓、B相電壓和C相電壓，構(gòu)建t亦第一空間向量 = 6Tj, Jj,Zx)；
[0037]2)、經(jīng)過間隔At后，采集第二時刻〖2的A相電壓、B相電壓和C相電壓，構(gòu)建12 的第二空間向量4二5入
[0038] 所述第一空間向量和所述第二空間向量滿足如下公式：
【主權(quán)項】
1. 一種電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測方法，其特征在于，包括： 以采集到的三相電壓，利用空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測模型計算出三相電壓的瞬時 向量，并根據(jù)所述三相電壓的瞬時向量計算出三相電壓的模擬瞬時幅值； 根據(jù)所述模擬瞬時幅值確定當(dāng)前時刻是否處于電網(wǎng)電壓跌落。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速檢測方法，其特征在于，所述以采集到的三相電壓，利用 空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測模型計算出三相電壓的瞬時向量，并根據(jù)所述三相電壓的瞬 時向量計算出三相電壓的模擬瞬時幅值，具體包括： 以獲取到的第一時刻和第二時刻的三相電壓，分別構(gòu)建所述第一時刻的第一空間向量 和所述第二時刻的第二空間向量； 根據(jù)所述第一空間向量和所述第二空間向量，確定兩個空間向量所在平面的法向量； 根據(jù)所述法向量，確定三相電壓的瞬時幅值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速檢測方法，其特征在于，所述第一空間向量和所述第二 空間向量為相互不平行的圓周向量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速檢測方法，其特征在于，以獲取到的第一時刻和第二時 刻的三相電壓，分別構(gòu)建所述第一時刻的第一空間向量和所述第二時刻的第二空間向量， 具體包括： 1) 、米集第一時刻1^的A相電壓、B相電壓和C相電壓，構(gòu)建t 第一空間向量 巧=;其中，X1, yi，?分別為第一時刻t亦A相電壓、B相電壓和C相電壓值； 2) 、經(jīng)過間隔At后，采集第二時刻〖2的A相電壓、B相電壓和C相電壓，構(gòu)建t2的第 二空間向量乓二JV ;其中，X2, y2, 22分別為第一時刻12的A相電壓、B相電壓和C 相電壓值； 所述第一空間向量和所述第二空間向量滿足如下公式：
其中，va、Vb和V。分別為A、B、C三相電壓的實際瞬時幅值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一空間向量和 所述第二空間向量，確定兩個空間向量所在平面的法向量，具體包括： 計算出所述第一空間向量和所述第二空間向量的叉積，得到所述法向量，為 /J = /J X /· = (,YxZ2-ZlYv ZlX2-XlZv JrjJ2-JjJf2); 其中，A相電壓的分量為fx = 7iz2_zi72，B相電壓的分量為I =C相電壓 的分量為A = I1A ; 所述法向量的公式變形為

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速檢測方法，其特征在于，根據(jù)所述法向量，確定三相電壓 的模擬瞬時幅值，具體包括： 根據(jù)下述公式分別計算出A、B和C相電壓的模擬瞬時幅值：
其中，V' a、V'b和V'。分別為A、B和C相電壓的模擬瞬時幅值。
【專利摘要】一種電網(wǎng)電壓跌落的快速檢測方法，包括：以采集到的三相電壓，利用空間直角坐標(biāo)系推導(dǎo)出的檢測模型計算出三相電壓的瞬時向量，并根據(jù)所述三相電壓的瞬時向量計算出三相電壓的模擬瞬時幅值；根據(jù)所述模擬瞬時幅值確定當(dāng)前時刻是否處于電網(wǎng)電壓跌落，該方法相對傳統(tǒng)檢測方法，檢測速度快，精度高，適用于三相電壓不平衡情況，可以快速的檢測出當(dāng)前的瞬時電壓，從而保證光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運行。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104535890
【申請?zhí)枴緾N201410743308
【發(fā)明人】盧遠(yuǎn)宏, 孫琳琳, 馬亮
【申請人】北京京儀綠能電力系統(tǒng)工程有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月8日