用于分布式光伏電源的自適應(yīng)可變負(fù)載反孤島方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于分布式光伏電源的自適應(yīng)可變負(fù)載反孤島方法，屬于電力系 統(tǒng)分布式發(fā)電二次保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)申請(qǐng)人所知，在分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)時(shí)，反孤島保護(hù)是必備功能。當(dāng)配電網(wǎng)供電 因故障事故或停電維修的原因跳閘時(shí)，若各用戶端的分布式光伏電源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（如： 光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池發(fā)電等）未能及時(shí)檢測(cè)出停電狀態(tài)則無(wú)法將自身及時(shí)切離 市電網(wǎng)絡(luò)，最終形成由該分布式光伏電源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)及其周圍負(fù)載組成的自給供電的孤 島。
[0003] 分布式光伏電源并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后發(fā)生孤島效應(yīng)會(huì)對(duì)電力檢修人員現(xiàn) 場(chǎng)安全作業(yè)產(chǎn)生不利影響，對(duì)此則需要及時(shí)檢測(cè)出孤島、切除孤島。一般情況下，形成孤島 的分布式光伏電源其出力（即逆變器輸出功率）與負(fù)載功率是不匹配的：若其出力與負(fù)載 有功功率不匹配，則負(fù)載端電壓發(fā)生變化；若其出力與負(fù)載無(wú)功功率不匹配，則頻率發(fā)生變 化。以此為判據(jù)，即可檢測(cè)出孤島故障。但特殊情況下也會(huì)出現(xiàn)逆變器輸出功率和負(fù)載功 率平衡運(yùn)行的現(xiàn)象，為解決這一問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)通常采用低壓反孤島裝置，以破壞分布式光 伏發(fā)電孤島運(yùn)行條件的方式實(shí)現(xiàn)反孤島功能。
[0004] 然而，現(xiàn)有低壓反孤島裝置還存在一些不利之處：（1)當(dāng)投入容性負(fù)載或者感性 負(fù)載的值比較小時(shí)，電壓相位可能產(chǎn)生很小變化，過(guò)小的變化值會(huì)使逆變器監(jiān)測(cè)裝置很難 監(jiān)測(cè)到該變化，即使監(jiān)測(cè)到該變化，也可能因?yàn)槲闯^(guò)逆變器電壓相位變化閾值而不動(dòng)作， 也即存在被動(dòng)式檢測(cè)盲區(qū)。（2)現(xiàn)有低壓反孤島裝置未實(shí)現(xiàn)與主網(wǎng)的通訊連接，缺乏主動(dòng) 性；若采取定時(shí)自動(dòng)接入阻性負(fù)載，雖然接入阻性負(fù)載改變了負(fù)載特性，但是在正常工作時(shí) 無(wú)影響，只有當(dāng)形成孤島后再次投入阻性負(fù)載時(shí)破壞有功平衡，使得逆變器停止工作；然 而，頻繁投切開關(guān)會(huì)引發(fā)操作過(guò)電壓隱患，同時(shí)開關(guān)頻繁操作也會(huì)帶來(lái)時(shí)間延遲、開關(guān)老化 等問(wèn)題。亟需研發(fā)精準(zhǔn)度高的反孤島方法。
[0005] 經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)?01110097401. X申請(qǐng)公布號(hào)CN102255330A名稱為《一種 檢測(cè)微電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生孤島的裝置和方法》的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)，通過(guò)并離網(wǎng)控制器檢測(cè) 微電網(wǎng)的電壓、電流和開關(guān)狀態(tài)量信息，來(lái)判斷是否發(fā)生孤島。然而，該技術(shù)方案并不能 克服現(xiàn)有低壓反孤島裝置的被動(dòng)式檢測(cè)盲區(qū)問(wèn)題。申請(qǐng)?zhí)?01310174023. X申請(qǐng)公布號(hào) CN103259287A名稱為《一種分布式新能源發(fā)電系統(tǒng)的雙向并網(wǎng)逆變裝置及方法》首先進(jìn)行 快速的判斷，如果處于孤島狀態(tài)，則迅速將系統(tǒng)從電網(wǎng)中切除，然后調(diào)用主動(dòng)檢測(cè)對(duì)被動(dòng)檢 測(cè)的結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)。然而，該技術(shù)方案復(fù)雜程度較高，需要結(jié)合多種算法進(jìn)行檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種用于分布式 光伏電源的自適應(yīng)可變負(fù)載反孤島方法，簡(jiǎn)便易行，能敏銳判斷出孤島故障，并精準(zhǔn)地切除 孤島。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：
[0008] -種用于分布式光伏電源的自適應(yīng)可變負(fù)載反孤島方法，其特征是，
[0009] 采用的自適應(yīng)型反孤島裝置包括控制器、總開關(guān)、串接的阻性負(fù)載和阻性負(fù)載開 關(guān)、串接的感性負(fù)載和感性負(fù)載開關(guān)、串接的容性負(fù)載和容性負(fù)載開關(guān)；所述總開關(guān)的一端 為整個(gè)裝置的輸入端，所述總開關(guān)的另一端分別與阻性負(fù)載開關(guān)遠(yuǎn)離阻性負(fù)載的一端、感 性負(fù)載開關(guān)遠(yuǎn)離感性負(fù)載的一端、容性負(fù)載開關(guān)遠(yuǎn)離容性負(fù)載的一端連接，所述阻性負(fù)載 遠(yuǎn)離阻性負(fù)載開關(guān)的一端、感性負(fù)載遠(yuǎn)離感性負(fù)載開關(guān)的一端、容性負(fù)載遠(yuǎn)離容性負(fù)載開 關(guān)的一端分別接地；所述總開關(guān)、阻性負(fù)載開關(guān)、感性負(fù)載開關(guān)、容性負(fù)載開關(guān)的受控端與 控制器的控制端連接；所述控制器與主電網(wǎng)調(diào)度站、相應(yīng)分布式光伏電源的逆變器分別通 信連接；所述控制器還與采集相應(yīng)分布式光伏電源各項(xiàng)參數(shù)的采集器通信連接；
[0010] 所述反孤島方法包括以下步驟：
[0011] 初始化步、所述控制器控制總開關(guān)、阻性負(fù)載開關(guān)、感性負(fù)載開關(guān)、容性負(fù)載開關(guān) 均斷開；轉(zhuǎn)至第一步；
[0012] 第一步、所述控制器獲取采集器采集的相應(yīng)分布式光伏電源逆變器輸出端電壓參 數(shù)和電流參數(shù)、以及該分布式光伏電源的負(fù)載參數(shù)，并據(jù)此計(jì)算阻抗角所述控制器判斷 阻抗角是否處于孤島檢測(cè)盲區(qū)內(nèi)，若是則控制器通過(guò)控制總開關(guān)閉合、并控制感性負(fù)載 開關(guān)和/或容性負(fù)載開關(guān)閉合來(lái)投入感性負(fù)載和/或容性負(fù)載，使阻抗角P變化并脫離孤 島檢測(cè)盲區(qū)，轉(zhuǎn)至第二步；若否則直接轉(zhuǎn)至第二步；
[0013] 第二步、所述控制器根據(jù)獲取的電壓參數(shù)和電流參數(shù)計(jì)算電壓相位突變，并判斷 該相位突變是否超過(guò)閾值，若是則轉(zhuǎn)至處理步，若否則轉(zhuǎn)至第三步；
[0014] 第三步、所述控制器判斷與主電網(wǎng)調(diào)度站的通訊是否正常，若正常則轉(zhuǎn)至S1，若不 正常則轉(zhuǎn)至第四步；
[0015] S1.所述控制器通過(guò)與主電網(wǎng)調(diào)度站的通訊來(lái)判斷相應(yīng)分布式光伏電源的上級(jí)電 網(wǎng)是否停電檢修，若是則轉(zhuǎn)至S2,若否則轉(zhuǎn)至第四步；
[0016] S2.所述控制器接收并判斷主電網(wǎng)調(diào)度站發(fā)來(lái)的指令，若指令為由逆變器動(dòng)作切 除孤島則轉(zhuǎn)至處理步，若指令為投入阻性負(fù)載則轉(zhuǎn)至S3 ;
[0017] S3.所述控制器控制總開關(guān)閉合、并控制阻性負(fù)載開關(guān)閉合來(lái)投入阻性負(fù)載，使相 應(yīng)分布式光伏電源逆變器的輸出端電壓下降，致使該逆變器進(jìn)行欠壓保護(hù)動(dòng)作、停止其輸 出端的電力輸出，切除孤島；轉(zhuǎn)至最終步；
[0018] 第四步、所述控制器在預(yù)設(shè)時(shí)機(jī)控制總開關(guān)閉合、并控制阻性負(fù)載開關(guān)閉合來(lái)投 入阻性負(fù)載，若相應(yīng)分布式光伏電源未形成孤島，則該電源不受影響；若該電源已形成孤 島，則其逆變器的輸出端電壓下降，致使該逆變器進(jìn)行欠壓保護(hù)動(dòng)作、停止其輸出端的電力 輸出，切除孤島；轉(zhuǎn)至最終步；
[0019] 處理步、所述控制器向相應(yīng)分布式光伏電源的逆變器發(fā)出動(dòng)作指令，該逆變器根 據(jù)動(dòng)作指令停止其輸出端的電力輸出，切除孤島；轉(zhuǎn)至最終步；
[0020] 最終步、判斷是否繼續(xù)，若是則轉(zhuǎn)至第一步，若否則方法結(jié)束。